公路橋梁無損檢測技術(shù)及應(yīng)用

嚴文麗

（江蘇潤揚交通工程集團有限公司，江蘇揚州225000）

0 引言

隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國的基礎(chǔ)工程建設(shè)事業(yè)也得到迅猛發(fā)展。比如，在公路橋梁工程的施工建設(shè)方面，不僅施工技術(shù)得到了充分發(fā)展，公路橋梁的使用壽命也得到了進一步提升。但是，在公路橋梁工程的施工過程中，未按照施工技術(shù)規(guī)范或設(shè)計要求進行違規(guī)施工的行為，在一定程度上增加了公路橋梁的安全隱患。為了保障公路橋梁工程的質(zhì)量，同時也為了保證人民的生命財產(chǎn)安全，必須要加大對公路橋梁工程的檢測力度，不斷更新、提高公路橋梁工程的檢測技術(shù)水平，提前或及時發(fā)現(xiàn)公路橋梁的質(zhì)量隱患、安全隱患，以確保公路橋梁工程的質(zhì)量，避免經(jīng)濟損失。

1 公路橋梁無損檢測概述

無損檢測是公路橋梁工程施工過程中重要的組成部分。隨著公路橋梁工程施工工藝的發(fā)展、進步，公路橋梁的檢測技術(shù)也必須隨之提高，這就需要在不破壞公路橋梁工程自身結(jié)構(gòu)的前提下，準確評估公路橋梁的缺陷及使用狀況。所以，需要對公路橋梁工程的檢測方法和技術(shù)進行改革和創(chuàng)新，無損檢測技術(shù)便應(yīng)運而生。

目前，無損檢測技術(shù)主要包括沖擊回波檢測、超聲檢測、脈沖雷達、光干涉、聲發(fā)射、自然電位檢測、紅外檢測、X 射線檢測、滲透檢測、振動試驗分析檢測方法等。各種方法的檢測優(yōu)勢和重點檢測參數(shù)并不完全一致，比如，公路橋梁的污染程度、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受侵蝕程度，可以使用固定支座發(fā)生器，通過回聲波來檢測公路橋梁的受損程度及裂縫情況。一般情況下，在對公路橋梁工程進行無損檢測的過程中，需要將無損檢測設(shè)備放置在檢測部位附近，或者直接放置在需要檢測的部位，以此來保證檢測的效果[1]。

從檢測的優(yōu)越性來看，無損檢測具有便捷、準確、檢測成本低的優(yōu)勢。比如，采用雷達檢測方法對公路橋梁工程進行全面掃描，能夠有效地檢測出公路橋梁工程中存在的孔洞，不僅有效提高了檢測的效率和質(zhì)量，同時也提高了檢測數(shù)據(jù)的準確性。究其原因，主要是因為通過聲音傳播，能夠有效檢測出結(jié)構(gòu)物的受侵蝕程度，然后對重點區(qū)域進行重點掃描。但是，無損檢測的專業(yè)性很強，需要使用專業(yè)的檢測設(shè)備及專業(yè)的檢測人員，只有這樣，才能保證公路橋梁工程無損檢測的效率和準確性。無損檢測的最大優(yōu)勢在于，其對公路橋梁結(jié)構(gòu)不會造成任何形式的損傷，能夠有效保證公路橋梁工程結(jié)構(gòu)的完整性。但是，在使用DNT 檢測技術(shù)時，因為無法立即出具確定的檢測報告，所以還需要結(jié)合其他檢測數(shù)據(jù)進行分析和整理。因此，為了保證DNT 的檢測結(jié)果，需要對檢測對象進行認真的分析，以此來保證檢測結(jié)果的科學(xué)性和合理性。無損檢測對準確評估橋梁和工程質(zhì)量有著重要的意義和作用。

2 無損檢測的技術(shù)特點

無損檢測技術(shù)能夠迅速、準確地獲得結(jié)構(gòu)物的受損信息，并具備自動化和智能化的特點，從而減少了人工投入，降低了檢測成本，同時也降低了檢測過程中人為因素的影響。但是，無損檢測技術(shù)對檢測設(shè)備的要求比較高，對使用環(huán)境也有一定的要求。在檢測前，需要根據(jù)操作工藝和受檢結(jié)構(gòu)物各方面特點，選擇適合的無損檢測方法。目前，公路橋梁無損檢測設(shè)備主要有斷面檢測儀、聲波檢測儀和抗滑檢測儀。其中，斷面檢測儀能夠?qū)仿访娴钠秸?、厚度、車轍等信息進行全面、有效的檢測，并且能夠迅速出具相應(yīng)的檢測結(jié)果；聲波檢測儀主要是利用回收聲波的方式來獲取檢測對象的信息，能夠?qū)κ軝z結(jié)構(gòu)物的外部及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行有效檢測。例如，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的檢測，就能夠利用聲波的方法來進行；抗滑檢測儀則能夠?qū)β访娴哪Σ翑?shù)據(jù)進行全面檢測，并準確檢測出路面的摩擦性能是否滿足要求[2]。

3 公路橋梁無損檢測方法

3.1 回聲波檢測法

回聲波檢測法，是公路橋梁工程無損檢測的重要方法之一?；芈暡z測法是利用聲波遇到障礙物反射的原理，對公路橋梁等檢測對象進行檢測的方法，它可以迅速、直觀地反映出公路橋梁等工程的缺陷。在檢測過程中，如果往返回聲波一致，則代表公路橋梁等檢測對象不存在缺陷問題；如果往返回聲波不一致，則代表公路橋梁工程可能存在一定的缺陷，檢測人員應(yīng)將返回回聲波不一致的區(qū)域作為重點進行詳細探索，找出結(jié)構(gòu)物的缺陷區(qū)域。甚至，在公路橋梁工程的無損檢測過程中使用回聲波檢測法，還能夠詳細地檢測出金屬、塑料管道中出現(xiàn)空洞的情況，包括空洞的直徑、位置等。

此外，由于回聲波檢測法在檢測過程中不存在放射性或X 射線，因而既能充分保證結(jié)構(gòu)物自身的安全，也不會對檢測人員的身體造成傷害，檢測過程的安全性好、檢測結(jié)果的準確性高。但是，回聲波檢測法也有不足之處，例如：所檢測出的空洞直徑往往大于實際空洞的直徑，所以，在一些關(guān)鍵的界面位置，需要進行全面檢測，如果僅僅使用同一面檢測的方式，有可能無法準確地顯示出缺陷的位置和面積。再者，如果是從底部對受檢結(jié)構(gòu)物進行檢測，可能導(dǎo)致檢測空洞比實際空洞要小一些；回聲波檢測方法的速度不是很快；必要的時候，需要補充有關(guān)信息。所以，此方法在實際的使用過程中具有一定的局限性。

3.2 探地雷達（GPR）檢測法

探地雷達是一種利用天線發(fā)射和接收高頻電磁波，探測介質(zhì)內(nèi)部物質(zhì)的性質(zhì)及分布規(guī)律的物理方法。探地雷達檢測方法能夠準確地定位結(jié)構(gòu)物內(nèi)部金屬材料、空洞的位置，比如：混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)部鋼筋的分布情況，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道中灌漿不密實所引起的空洞的具體位置。通過對實際的檢測工作總結(jié)發(fā)現(xiàn)，探地雷達檢測方法具有廣泛的適用性，可以在低分辨率下進行深度探測，在淺穿透下用高分辨率，用于檢測拱肩墻等“隱藏”特征。

不過，探地雷達檢測方法在應(yīng)用過程中也有一些局限性。例如，探地雷達檢測方法無法準確檢測出預(yù)應(yīng)力混凝土灌漿道中空洞的詳細信息，如直徑、形狀。另外，探地雷達檢測方法受環(huán)境因素的影響比較大，如在潮濕的環(huán)境下無法持續(xù)、有效地開展工作，同時也不能在0oC 以下工作，還要避免外加磁場的干擾。探地雷達檢測方法與其他無損檢測方法相比，雖然也有一定的優(yōu)勢，但局限性也十分明顯。所以，在實際使用過程中，還需要結(jié)合公路橋梁工程的實際檢測環(huán)境，選擇合適的檢測方法，保證檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準確性[3]。

3.3 射線探傷法

射線探傷法主要的探測原理是將底片放置在混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)中，通過對敏感底片發(fā)射X 射線或伽馬射線進行檢測，從而檢測出公路橋梁工程中存在的問題。射線探傷法與其他的無損檢測方法一樣，都能夠準確地檢測出鋼筋的位置。除此之外，射線探傷法還能夠獲得清晰的圖像。通常，圖片信息是十分準確的，而且，這種方法所需要的操作人員比較少。不過，射線探傷法需要很強的射線源來穿透橫截面，以此來獲得相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，這在一定程度上增加了檢測成本。根據(jù)實踐探究，射線探傷法需要射線源具有較強的穿透力，能夠釋放150mm 的銥，400mm 的鈷，穿透力能達到1500mm，當(dāng)通道便捷且射線通過的環(huán)境比較安全時，射線源就能夠提供清晰的圖片及橫截面信息，測出鋼筋、空洞的位置，且能夠有效地保證結(jié)構(gòu)物的完整性。所以，射線探傷法在無損檢測探索中也得到了廣泛應(yīng)用。

但是，射線探傷檢測法也存在缺點。由于射線源穿透力較強，而射線對人體的健康有影響，所以使用射線探傷法進行檢測時，必須重視安全問題。若使用此方法，需要事先制定安全方案，且方案必須嚴密、完善、可操作性強（例如：將射線源放置在專用的金屬盒當(dāng)中，且?guī)в凶詣雨P(guān)閉的功能等）。具體檢測時，應(yīng)按照方案實施，確保檢測過程中的人身安全和檢測安全。

3.4 滲透探傷法

滲透探傷法是利用毛細現(xiàn)象檢查材料表面缺陷的一種無損檢驗方法。主要是針對金屬以及非金屬材料表面存在的裂紋、折疊、夾雜、凹坑、疏松等缺陷進行檢測，可以準確完成相應(yīng)的缺陷位置及尺寸的邊緣界定。這種檢測方法在應(yīng)用過程中存在技術(shù)方面的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在滲透檢測技術(shù)對金屬材料成品、半成品、焊接件、塑料波紋管等多種施工材料，都可以直接進行檢測、分析。除此之外，滲透檢測技術(shù)在靈活度方面的表現(xiàn)也比較好，就算是特別細小的缺陷也能被發(fā)現(xiàn)。

在公路橋梁工程中，滲透探傷法主要被用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁的檢測，檢測過程中無需進行耦合，也無需探頭有針對性地接觸。只需要將滲透劑涂抹于被檢測對象表面，用熒光檢驗法或著色檢驗法觀察缺陷，通過測量就可以測出缺陷的形狀、尺寸等。這種無損檢測最突出的優(yōu)點在于：操作簡單、方便，檢測成本低，結(jié)構(gòu)物表面的各種缺陷都能被檢測，且不受缺陷的形狀、尺寸的影響，不受材料的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制。當(dāng)然，滲透檢測技術(shù)的適用范圍也存在一定的局限性：僅能夠?qū)?dǎo)體材料進行檢測，滲透能力較淺，需要相應(yīng)的參考標準作為基礎(chǔ)支持；不適用于檢測疏松材料；需要有熒光、著色、日光照射等輔助介質(zhì)[4]。

4 工程應(yīng)用

將無損檢測應(yīng)用于公路橋梁的施工過程中時，若以混凝土梁為主要的檢測對象，可以采用回聲波的方法進行檢測。為了保證無損檢測的質(zhì)量和效果，可以采用模擬的方式進行檢測，即澆筑若干有不同缺陷的實驗梁，并結(jié)合受檢實驗梁的使用環(huán)境和當(dāng)?shù)氐臋z測環(huán)境，選擇適合的無損檢測方法，即時、準確地記錄檢測數(shù)據(jù)，從而準確指導(dǎo)施工過程。例如：提醒施工單位在進行高壓灌注混凝土的過程中，要保持灌注的連續(xù)性，不能出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的情況，否則在管道中就會出現(xiàn)空洞、裂縫等病害，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的整體性差、不能充分發(fā)揮設(shè)計的荷載能力，無法很好地承擔(dān)公路橋梁的荷載量。輕則，結(jié)構(gòu)物表面會產(chǎn)生裂縫，重則，橋梁還有斷裂的危險。

同理，無損檢測也可以被應(yīng)用于在道路工程中，道路工程的檢測可以使用探地雷達檢測法。探地雷達檢測技術(shù)作為一種新型的無損檢測法，與傳統(tǒng)的無損檢測法相比，擁有更多優(yōu)勢。探地雷達可以說是目前全球范圍內(nèi)最先進、最科學(xué)、最有效的檢測技術(shù)，在交通運輸、城市環(huán)保、災(zāi)后救援、國家軍事安全保護等領(lǐng)域被廣泛使用。若對路橋工程進行地質(zhì)檢測，檢測前應(yīng)對被檢工程進行現(xiàn)場調(diào)查，搜集設(shè)計、施工資料，了解工作條件及環(huán)境安全的狀況；調(diào)查施工過程中特殊的施工段，記錄結(jié)構(gòu)物的位置、影響檢測工作的障礙物和電磁干擾源的位置；查看已發(fā)病害，并記錄其位置和類型；正確連接雷達系統(tǒng)，并在檢測前進行試運行；準確標記檢測里程樁號及測線位置；在采用測量輪進行連續(xù)采集時，應(yīng)保持測量輪隨檢測距離運轉(zhuǎn)良好。如上所述，先進行實地考察，大致了解檢測區(qū)域的結(jié)構(gòu)、分布等，然后根據(jù)實際情況設(shè)計出一個完善的方案，對重點檢測區(qū)域應(yīng)多加關(guān)注，而且事先要能夠設(shè)想出在檢測過程中可能會出現(xiàn)的問題，從而給出相應(yīng)的解決方案，以便用最快速度，高質(zhì)量地完成檢測。

使用探地雷達檢測法進行路橋工程地質(zhì)檢測，可以通過地面無線雷達對地面下1m 以下的結(jié)構(gòu)物進行探測，包括瀝青厚度、管道破裂、混凝土板缺陷等。目前，探地雷達能夠?qū)崿F(xiàn)三維檢測，對道路的平面及縱、橫斷面信息進行精確定位，從而大大提高了道路檢測的準確性。近年來，三維探地雷達技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的病害檢測，如路面承載力、混凝土板內(nèi)部破損、接縫積水等，可以幫助道路在病害初期采取相應(yīng)的處理措施，防止病害的進一步發(fā)展。與其他常規(guī)的地下探測方法相比，三維探地雷達技術(shù)具有快速、連續(xù)、高分辨率、操作靈活、成本低等優(yōu)點。利用雷達探測車在夜間行駛，也能夠?qū)Φ缆愤M行無損檢測，而且數(shù)據(jù)非常準確，可以為道路的設(shè)計與改造方案提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

無損檢測技術(shù)能夠有效地檢測出公路橋梁工程中存在的質(zhì)量問題，并且具有顯著的優(yōu)勢，這不僅能夠降低檢測的成本，還能確保檢測的效率和質(zhì)量，充分保障了公路橋梁工程的質(zhì)量。

5 結(jié)語

總而言之，無損檢測是檢驗公路橋梁質(zhì)量的重要措施，具有顯著的優(yōu)勢。無損檢測不僅能保證檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準確性，還能最大限度地降低工程檢測成本，保證工程檢測的質(zhì)量和效率，很好地反映出公路橋梁工程的質(zhì)量。與此同時，無損檢測的檢測方法有很多種，檢測人員可以結(jié)合實際的檢測環(huán)境、被檢對象的性質(zhì)等情況選擇適合的檢測方法，從而提高檢測的質(zhì)量和效率，為公路橋梁能夠充分發(fā)揮其服務(wù)功能作出貢獻。