無損檢測技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用探析

張 敏 （安徽和達工程咨詢有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

公路橋梁結(jié)構(gòu)材質(zhì)狀況與耐久性反映了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的技術(shù)狀況，直接影響結(jié)構(gòu)的整體使用性能和承載能力。出于公路橋梁施工質(zhì)量保障，在早期施工當中，工程單位就十分重視檢測技術(shù)的使用，然而因當時技術(shù)水平限制，大多數(shù)檢測方法會對公路橋梁工程造成一定的損傷。無損檢測技術(shù)的發(fā)展為結(jié)構(gòu)材質(zhì)狀況與耐久性的測定提供了手段，隨著公路橋梁科研和檢測工程實踐的不斷深入，工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量指標均達到了一個較高的水平，因此有必要圍繞質(zhì)量指標進行檢測，并設(shè)定相應(yīng)的評估標度，以確定結(jié)構(gòu)檢算時的相關(guān)系數(shù)，以便定量、半定量地使用檢測結(jié)果。

1 公路橋梁施工檢測需求

結(jié)合相關(guān)理論得知，無論是傳統(tǒng)技術(shù)，還是無損檢測技術(shù)，公路橋梁施工質(zhì)量檢測的需求都是一樣的。具體來說，公路橋梁施工質(zhì)量檢測大致包括：外觀損傷、混凝土強度、鋼筋規(guī)格、鋼筋性能等，其中強度檢測主要用于判斷工程對外力的抵抗能力、載荷能力；結(jié)構(gòu)檢測主要用于判斷工程力學結(jié)構(gòu)；裂縫檢測主要用于判斷工程裂縫狀況，如果上述三項檢測均達到合理水平，則說明公路橋梁施工質(zhì)量達標，如有任意一項不達合理水平則相反[1]。

2 公路橋梁施工中無損檢測技術(shù)種類

無損檢測技術(shù)在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展之下，出現(xiàn)了許多不同的種類，例如超聲回彈綜合法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強度、半電池電位法測鋼筋銹蝕、超聲法檢測混凝土內(nèi)部缺陷與表面損傷，渦流檢測、熒光染料檢測剛結(jié)構(gòu)等。

2.1 超聲回彈綜合檢測法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強度

超聲回彈綜合檢測是公路橋梁施工中常見的一種無損檢測方法，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)檢測當中，具有施工簡便、準確度高、效率高、檢測范圍大的特點。應(yīng)用當中，主要借助超聲儀與回彈儀進行檢測，首先將超聲儀、回彈儀對準檢測部位，其次通過監(jiān)測手段來獲取超聲波傳播圖形以及回彈值，最終根據(jù)數(shù)學計算方法對檢測結(jié)果進行分析，即可得到檢測部位的混凝土強度，該方法相比于傳統(tǒng)方法，除了擁有無損傷優(yōu)勢以外，在精確度、適用范圍方面也有良好表現(xiàn)。

2.2 半電池電位法測鋼筋銹蝕

鋼筋作為建筑的主要框架材料，當其出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象之后，就代表鋼筋各方面性能在不斷下降，這對于建筑耐用性具有重大影響，對此為了避免此類問題發(fā)生，有必要對鋼筋銹蝕進行檢測，檢測方法上建議使用半電池電位法。

半電池電位法是指利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學反應(yīng)引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態(tài)。通過測定鋼筋、混凝土半電池電極與混凝土表面的銅、硫酸銅參考電極之間電位差的大小，來評定混凝土中鋼筋的銹蝕活化程度。此外在半電池電位法應(yīng)用當中，要注意其使用范圍，一般可用于鋼筋承重構(gòu)件檢測上，如果檢測目標存在絕緣現(xiàn)象，則代表其不具備穩(wěn)定電回路，相應(yīng)該方法無法應(yīng)用。

2.3 超聲法檢測混凝土內(nèi)部缺陷與表面損傷

超聲法與上述超聲回彈綜合檢測法中超聲儀應(yīng)用類似，均通過超聲儀向檢測目標發(fā)送超聲波，當超聲波與檢測目標表面接觸，會呈球形向四周擴散，此時如果目標表面存在縫隙或者凹陷，超聲波擴散路線就會出現(xiàn)相應(yīng)的波動，同時超聲波還會沿著縫隙向下擴散，此時可以探明縫隙內(nèi)部情況，所以根據(jù)超聲波波形可以判斷混凝土表面或者內(nèi)部是否存在損傷或者缺陷。

該方法原理在于，超聲波具有吸附性的能量，當其與實體目標接觸，介于吸附性會始終保持在目標表面，而當遭遇縫隙或者凹陷，則代表超聲波傳輸路徑受到了阻隔，此時超聲波將被動改變傳播方向，在此運動機制下，可以描繪出檢測目標的輪廓，檢測當中具有較高的直觀性。

2.4 渦流檢測

渦流檢測是一種常用于公路橋梁的無損檢測技術(shù)，主要利用交流電線圈的交變磁場來實現(xiàn)檢測，即將線圈纏繞在金屬模板上，通電之后則會出現(xiàn)交變磁場，在磁場效應(yīng)之下，金屬模板會出現(xiàn)交變電流，該電流呈漩渦狀，所以具有渦流效應(yīng)，根據(jù)渦流的大小、分布位置，可以判斷模板是否存在裂縫和裂縫表現(xiàn)形式，但為了確保檢測結(jié)果的準確性，需要在檢測之間獲得材料準確的導(dǎo)電率、磁導(dǎo)率，結(jié)合這兩項推算出該材料正常的交流電渦流狀態(tài)，再通過比對進行檢測。

2.5 熒光染料檢測

熒光染料檢測在公路橋梁施工中的應(yīng)用范圍十分廣泛，具有施工便捷、成本低廉、準確性高、效率高等優(yōu)點，缺陷在于熒光染料檢測后的清理工作較為困難。原理上，主要將熒光染料與滲透劑相互融合，之后將混合液均勻涂抹在檢測物表面，如果表面存在凹陷或凸起，則通過熒光染料在檢測物表面的分布情況來得到結(jié)果，這一點與上述儀器方法相似，但在熒光染料檢測當中這不是最終結(jié)果。涂抹完成之后，將檢測物放置一段時間，熒光染料因為滲透劑的作用，會緩緩滲入檢測物表面的細微空隙，此時對檢測物表面的熒光染料清理，再結(jié)合顯像劑將檢測物放入紫外線下，通過熒光染料的顯示，即可明顯確認檢測物表面凹陷的數(shù)量、尺寸、形貌等數(shù)據(jù)。此外，在顯像劑作用下，熒光染料中的滲透劑會被顯像劑吸引，所以在檢測之后直接清理顯像劑就可以清理掉滲透劑，然而熒光染料的清理難度較大[2]。

3 公路橋梁施工中各類無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 超聲回彈綜合檢測法的應(yīng)用

超聲波檢測主要利用超聲波的反射、透射和散射原理來得到最終結(jié)果，即對檢測目標發(fā)射超聲波，之后超聲波會沿著目標表面以球形方式擴散，在擴散過程當中，如果遭遇凹陷超聲波會下行，下行過程中會保持直線運動，此時當凹陷內(nèi)存在直線路徑上的阻隔，那么超聲波會出現(xiàn)反射波，通過反射波的速度、路徑可以判斷混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布以及結(jié)構(gòu)強度；如果檢測目標表面沒有凹陷，超聲波會平行擴散，說明結(jié)構(gòu)完整不存在裂縫，但這種情況基本不可能存在。

3.2 超聲法在檢測混凝土內(nèi)部缺陷與表面損傷的應(yīng)用

應(yīng)用當中，首先要保持超聲波儀器與換能器、測試面保持耦合關(guān)系，之后將超聲波儀器對準檢測目標，但要注意超聲波儀器與換能器必須與內(nèi)里鋼筋結(jié)構(gòu)保持距離，否則容易造成較大的誤差，其次應(yīng)當通過設(shè)備或人工實時對檢測結(jié)果進行記錄，最終根據(jù)記錄結(jié)果來進行分析，以判斷檢測目標當前的狀態(tài)。

3.3 渦流檢測的應(yīng)用

先對所有金屬模板進行標號，以免出現(xiàn)混亂，之后采用測試儀器得到每個金屬模板實際的導(dǎo)電率、磁導(dǎo)率，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實際交流電電壓，計算得出每個金屬模板渦流的正常形態(tài)，最終將交流電線圈纏繞至金屬模板上，通電之后依靠測試儀器確認渦流狀況，如果渦流狀況與計算得出的正常形態(tài)不符，則說明該模板存在異常，再根據(jù)異常點以及異常表現(xiàn)形式，計算得出模板缺陷所在以及缺陷表現(xiàn)形式。

3.4 熒光染料檢測的應(yīng)用

依照規(guī)范比例配置熒光染料滲透劑，之后確認檢測目標，將配置好的熒光染料涂抹在檢測目標表面，將目標放置大約3h，最終將目標表面的熒光染料清除，再涂抹顯像劑，通過紫外線確認檢測目標表面是否還存在熒光染料，如果存在，則說明檢測目標存在凹陷。

4 結(jié)語

本文分析了無損檢測技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用和公路橋梁施工質(zhì)量檢測需求，對常見的無損檢測技術(shù)種類進行了分析，介紹了各項技術(shù)的應(yīng)用方法。