橋梁工程質量控制中無損檢測技術的運用研究

鄧曉安

【摘 要】交通運輸業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎，橋梁是交通運輸?shù)闹匾M成部分，做好橋梁工程質量控制，不僅可以保障人們的出行安全，還為我國經(jīng)濟發(fā)展奠定基礎。文章主要對無損檢測技術進行分析，并提出無損檢測技術在橋梁工程質量控制中應用的具體措施。

【關鍵詞】橋梁工程;質量控制;無損檢測技術;運用

【中圖分類號】U445.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）03-0093-03

近年來，隨著我國橋梁事故發(fā)生率不斷攀升，橋梁工程質量控制逐漸成為國家和社會關注的重點，為了進一步對橋梁工程質量進行控制，無損檢測技術應運而生并得到廣泛應用，它可以在不損壞橋梁的前提下開展橋梁工程質量檢測工作，以及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程中存在的問題，降低了橋梁運營風險。

1 無損檢測技術

1.1 概念

無損檢測技術是在不損壞被檢測物體內部結構的前提下，進行被檢測物體內部結構、材料、問題等方面的檢測，其可以運用射線、超聲、電磁、紅外等原理技術開展檢測工作。無損檢測技術具有非破壞性、動態(tài)性、互溶性等特點，可廣泛應用于工業(yè)、交通等領域[1]。

1.2 優(yōu)勢

無損檢測技術在橋梁工程質量控制中的應用，主要有以下3個方面的優(yōu)勢：一是提升檢測效率。傳統(tǒng)橋梁工程質量檢測技術受技術限制，需要花費大量的時間、人力、資金開展檢測工作，并且檢測效率低。無損檢測技術的應用改變了傳統(tǒng)檢測技術的局限性，降低了檢測對于人力、物力、時間的依賴，從而提升了橋梁工程質量檢測的效率。二是降低了檢測的破壞性。無損檢測技術在橋梁工程質量檢測中的應用，可以在不破壞橋梁的前提下開展質量檢測工作，不僅降低了質量檢測的時間，還保證了橋梁的完整性。三是有助于橋梁工作的良性發(fā)展。無損檢測技術打破了傳統(tǒng)質量檢測的局限性，借助無損檢測的優(yōu)勢，不斷對橋梁工程質量進行控制，為橋梁工程建設的科學發(fā)展奠定基礎。

2 橋梁工程質量檢測范圍

現(xiàn)代橋梁是供鐵路、公路、車輛、行人等跨越江河湖海、山谷、低地或其他交通線路時使用的架空建筑結構?，F(xiàn)代橋梁按建橋材料可分為預應力鋼筋混凝土橋、鋼筋混凝土橋和鋼橋。橋梁按照受力特點劃分，分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋（斜拉橋）5種基本類型。橋梁工程項目不僅是基礎設施的重要組成部分，更是穩(wěn)定經(jīng)濟發(fā)展的基礎，保障人們安全出行的關鍵[2]。橋梁工程質量檢測范圍主要分為鋼箱梁、鋼材、鋼筋、鋼絲、鋼絲繩預應力錨具、夾具和連接器、鋼絞線、鋼絲繩、螺栓、水泥，以及粗、細骨料等方面。

橋梁檢測項目主要分為以下4個方面：一是施工過程中檢測。包括裂縫、混凝土密實度、單梁試驗、超期存放梁檢測評估、施工監(jiān)控、大體積混凝土水化熱監(jiān)測、支架受力驗算等。二是交竣工驗收檢測。包括成橋荷載試驗、實體質量檢測、外觀檢查、支座安裝質量檢查。三是橋梁技術狀況評定。定期檢查，最長不超過3年，特大、特殊結構、特別重要橋梁1年1次，臨時橋梁1年1次。四是既有橋梁荷載試驗、承載能力評定等。

3 無損檢測技術在橋梁工程質量控制中的應用

3.1 激光檢測技術

激光檢測技術用于各種橋梁靜態(tài)、動態(tài)撓度、沖擊系數(shù)、功率譜、區(qū)間頻率的測量;各種大型結構低頻震動及位移監(jiān)測等，可以為橋梁施工、監(jiān)理、驗收、檢測部門提供準確數(shù)據(jù)，有效指導其工作。激光檢測技術采用遠距離非接觸光電轉換法測量橋梁動靜態(tài)撓度曲線，突破性地將光路解析及圖像采集有機集成，采用一靶二燈，動態(tài)精度量程控制，能較好地適應橋梁工程質量控制要求。強大的處理軟件可從動態(tài)曲線數(shù)值分析中得出荷載的沖擊系數(shù)及結構內力分布狀態(tài)，有助于判斷橋梁的薄弱部位及結構的整體性，從而對橋梁工程質量進行有效判斷。激光檢測技術的應用原理：將專用靶標固定待測橋梁被測點，使靶標與橋梁有機地結合形成共振，將橋梁震動轉換成特定波長的光源震動，通過光學解析系統(tǒng)將待測光信號解析至專用高精工業(yè)CCD，檢測靶標在CCD上成像的中心坐標的變化即可精確測量被測橋梁在載荷作用下產(chǎn)生的縱向和橫向位移及其對時間的響應曲線。系統(tǒng)的K值（Kx，Ky），即CCD上每個像素代表的實際位移值，可在測量之前進行標定[3]。

3.2 X射線檢測技術

X射線檢測技術已經(jīng)在橋梁質量檢測中得到了應用，并形成了X射線數(shù)字成像檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)組成包括X射線探傷機、成像單元、檢測平臺、圖像處理單元、鉛防護系統(tǒng)，其成像方式可選X射線數(shù)字平板探測器、高分辨率微米級線陣數(shù)字探測器。機械檢測掃描平臺分為3種類型：①基本型。四軸運動檢測掃描方式。②標準型。五軸運動檢測掃描方式。③功能型。多軸運動檢測掃描方式。系統(tǒng)主要參數(shù)：①系統(tǒng)分辨率。16～40 Lp/cm、50～60 Lp/cm。②系統(tǒng)靈敏度。0.7%～2%。③管電壓。20～450 kV。④管電流。0～20 mA。圖像處理軟件主要功能：電子拍片、圖片存儲優(yōu)化;窗口、窗位技術、多種平滑降噪選擇;2-512圖像降噪，提高圖片分辨率、靈敏度;邊緣增強、銳化、負像、偽彩色、實時縮放;缺陷尺寸、灰度等級測量;可記錄工件編碼、檢測日期、操作者、缺陷種類等報告打印;鐳射定位;動態(tài)存儲，動態(tài)回放;配備適用的應用軟件，可實現(xiàn)自動識別功能;具有檢測系統(tǒng)自動控制，圖像缺陷自動控制功能。X射線數(shù)字成像檢測系統(tǒng)在橋梁工程質量控制中的應用，實現(xiàn)了檢測的動態(tài)成像，提高了檢測速度，協(xié)助相關單位做好橋梁工程質量控制工作。

3.3 雷達檢測技術

雷達檢測技術是利用高頻電磁波反射來確定檢測目標體位置與埋深，其在橋墩質量檢測中得到了廣泛應用，測試方便、操作簡單、配置輕便，適合不同場地，數(shù)據(jù)存儲可為數(shù)字或圖像格式，可用后處理軟件進行3D處理。雷達檢測技術具有以下優(yōu)勢：一是利用高頻電磁波的反射來確定目標體的位置與埋深，是一種工程勘察的技術和手段;二是堅固、防水、防塵的設計使智能雷達系統(tǒng)可在不同的環(huán)境、極端溫度或氣候條件下運行;三是大深度探測，100 MHz天線可滿足20 m深度范圍的探測;四是手觸屏操作及手動操作屏幕;五是可適應各種地形探測，如四輪、雙輪、單輪配置;六是輕便的模塊化構成便于快捷拆卸、運輸、安裝與測量;七是測距輪和GPS定位的系統(tǒng)外設裝備為測量提供準確的位置信息;八是主機內置的Wi-Fi模塊可以實時把測量成果傳輸?shù)街付ńK端;九是可實現(xiàn)三維網(wǎng)格測量。現(xiàn)場實時顯示剖面和水平切片;十是現(xiàn)場實時顯示測量軌跡，測試結果直觀明了，可現(xiàn)場確定目標體位置和埋深;十一是可選外接高精度GPS天線。雷達檢測技術的優(yōu)勢，使得雷達檢測技術在橋梁工程質量檢測中得到廣泛應用，為橋梁工程質量監(jiān)控提供了重要的數(shù)據(jù)支持[4]。

3.4 電磁檢測技術

電磁檢測技術搭配N9020A頻譜儀使用，專業(yè)從事固定臺站預選站址時的電磁環(huán)境評估，同時也可以對各頻段的電磁頻譜進行長時間測量、分析和記錄，以及空間信號的監(jiān)測，其在橋梁工程質量控制中的應用，不需要人員手動操作，避免了人為因素干擾，做到測試數(shù)據(jù)更準確，為橋梁工程質量控制提供了更加精確的數(shù)據(jù)。相關單位可以借助電磁檢測技術收集和分析橋梁工程建設中的數(shù)據(jù)，在保證橋梁質量檢測結果精確化的前提下，進行數(shù)據(jù)綜合分析，不斷總結影響橋梁工程質量的因素，并結合檢測結果改進措施，促進橋梁工程質量提升。

3.5 振幅檢測技術

振幅檢測技術在橋梁工程質量檢測中的應用，形成了橋梁振幅檢測儀，其主要是利用891-Ⅳ加速度傳感器測量橋梁的實時振動，傳感器通過無線傳輸單元傳輸?shù)街鳈C，然后通過USB端口傳輸?shù)诫娔X。傳感器采用鋰電池供電，現(xiàn)場測量時不需要大量布線，使用方便。橋梁振幅檢測儀主要是采用傳統(tǒng)的接觸式測量方法，將其放在橋梁各檢測點下方，并以支架支撐檢測儀，當橋梁受力發(fā)生撓度變形時，檢測儀上的位移傳感器會將瞬時測量的數(shù)據(jù)結果傳送至控制器進行儲存，經(jīng)軟件處理后可顯示橋梁的動靜態(tài)撓度值及曲線。檢測包含各類橋梁的動、靜態(tài)撓度檢測，大跨度結構的形變及低頻振動位移監(jiān)測，高層建筑物的變形檢測等。該檢測方法可同時進行多點撓度形變測量，方便觀察橋梁整體的瞬時形變，縮短測量時間，節(jié)約測量成本。

4 無損檢測技術內容

4.1 主體工程檢測內容

橋梁主體工程檢測內容主要包括以下4個方面：一是常規(guī)項目的檢測。常規(guī)項目的檢測主要包括橋面系統(tǒng)性檢測、橋梁上部結構檢測和橋梁下部結構檢測3個方面。二是位于水下構件的檢測。主要是對橋梁樁基的檢測，檢測橋梁樁基是否有裂紋、空洞、漏筋、質量損傷等問題，由于水下環(huán)境不好勘探，在檢測時需要對其進行錄像。三是橋梁內部結構的定期檢測。包括混凝土強度檢測、碳化深度檢測、保護層厚度檢測、鋼筋位置的檢測。四是橋梁承載能力的檢測。主要是通過對橋梁承載能力的鑒定，用于判斷橋梁當下的承載能力是否能夠滿足交通運輸領域的需求。

4.2 橋梁樁基檢測內容

橋梁樁基檢測內容主要分為以下6個方面：一是各類樁、墩、樁墻豎向或橫向承載力檢測，包括單樁及群樁承載力檢測。二是墩底持力層承載力及變形性狀的檢測。三是各類樁、墩及樁墻結構完整性檢測。四是考慮樁土共同作用或復合地基中樁土荷載分擔比的檢測，樁體及土體應力應變的檢測。五是施工中對環(huán)境影響，如震動、噪音、土體變形的檢測。六是特殊條件下或事故處理中的其他檢測。

4.3 橋梁鋼結構檢測內容

橋梁鋼結構檢測內容主要包括以下5個方面：一是漆膜厚度，可用漆膜測厚儀檢測，抽檢構件的數(shù)量不應少于檢測樣本的最小容量，也不應少于3件;每件測5處，每處的數(shù)值為3個相距50 mm的測點干漆膜厚度的平均值。二是對薄型防火涂料涂層厚度，可采用涂層厚度測定儀檢測，測量方法應符合《鋼結構防火涂料應用技術規(guī)程》（CECS24）的規(guī)定。三是對厚型防火涂料涂層厚度，應采用測針和鋼尺檢測，測量方法應符合《鋼結構防火涂料應用技術規(guī)程》（CECS24）的規(guī)定。四是涂層的厚度值和偏差值應按《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50205）的規(guī)定進行評定。五是涂裝的外觀質量，可根據(jù)不同材料按《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50205）的規(guī)定進行檢測和評定[5]。

5 結語

綜上所述，無損檢測技術在我國橋梁工程質量控制中的應用前景廣闊，相關單位應當基于長久運營出發(fā)，加強對于無損檢測技術的研究，借助無損檢測技術開展橋梁工程質量控制，分析橋梁工程中存在的問題，并提出科學的解決措施，促進橋梁工程質量提升，為我國交通運輸業(yè)的發(fā)展奠定基礎。

參 考 文 獻

[1]陶東陽，毛國慶.橋梁檢測中的無損檢測技術應用概述[J].黑龍江交通科技，2020，43（9）：130-131.

[2]仲丁.淺談道路橋梁無損檢測技術及質量管理[J].名城繪，2018（4）：502.

[3]顧蘇楠.橋梁工程中無損檢測技術的問題與發(fā)展趨勢[J].建筑工程技術與設計，2018（28）：3547.

[4]楊子鋒.市政橋梁工程質量控制中無損檢測技術的運用[J].建材發(fā)展導向，2020，18（5）：239.

[5]方紹兵.橋梁檢測工作中無損檢測技術的具體應用[J].四川建材，2019，45（4）：171-172.