公路橋梁檢測中無損檢測技術分析

韓麗琴、馮文主

（蘇交科集團檢測認證有限公司，江蘇南京211100）

0 引言

對公路橋梁加以維修前應做好檢測工作，對橋梁和公路的結構情況加以分析和明確。因為傳統(tǒng)檢測方法往往用肉眼進行檢測或用鉆孔檢測，并不能進行科學化數(shù)據(jù)的提供，并且鉆孔檢測的方法也會對公路橋梁的結構產生一定影響和損害，因此無損檢測方式逐漸成為當前公路橋梁檢測的重要方法。相比于傳統(tǒng)橋梁公路結構檢測，無損檢測技術往往可以更快、更方便，可以最大程度地節(jié)約時間，降低工程的檢測成本。

1 無損檢測技術在公路橋梁檢測中的應用價值

在實際工程檢測工作中，無損檢測技術具備著全方位、多功能、集約化的優(yōu)勢，這種檢測技術的實踐性往往可以廣泛應用到各個領域、環(huán)節(jié)中，是一種影響較小的檢測技術，特別是在綜合影像檢測、聲音傳導等領域，可以對多元化的狀態(tài)進行形象化的診斷。

在公路橋梁工程建設中結合無損檢測技術，能夠將公路橋梁主體結構的質量缺點加以檢測。在具體的檢測過程中，通常能夠結合超聲波、磁場等檢測方式對公路橋梁的內部缺陷加以探測，確保公路橋梁在建設過程中質量得到提升，計劃得到順利開展。利用設備儀器進行檢測工作能夠在第一時間檢測出公路橋梁的特征性行為，為公路橋梁工程的推進和開展奠定良好基礎，以此提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，如此一來該技術能夠確保公路、橋梁的安全，檢測出結構內部存在的問題和不足之處。在檢測工作開展之前，要充分做好整合工作與檢測檢驗工作，以科學、安全、穩(wěn)定目標為前提。

首先，無損測試設備能夠對公路橋梁的測試進行良好的信息收集，對于保障項目開展和運營過程中的安全性具有更為突出的作用，尤其能夠提高公路橋梁具體運營過程的整體安全能力、耐久性能。而因為公路橋梁的安全特性直接關系到車輛安全和公眾的生命財產安全，所以在維護公路交通安全的過程中，對高速公路的信息化工程的總體安全性檢測就顯得至關重要。具體的表現(xiàn)在：

第一，對于公路信息化工程中無法通過外觀檢查而找到的缺陷、瑕疵等情況在進行檢測的過程中，通過采用無損測試的方法進行研究、了解，能夠快速地對公路工程橋梁的設計特點做出更全面的剖析、理解，從而完整了解其運營狀況及建設情況。第二，在施工的部分位置甚至是主要零部件的選取中，進行了精細化施工，以提高施工品質。第三，在對公路橋梁總體穩(wěn)定性的測試上，能夠降低測試時對公路橋梁主要構件的損傷，并且通過無損測試技術對公路橋梁檢測的干擾程度降到最小化，進而有效提升公路橋梁運用的整體穩(wěn)定性，從而全面保障公路橋梁在不出現(xiàn)損傷的前提下穩(wěn)定運行[1]。

其次，無損檢查方法顯著提高了在公路橋梁工程檢驗中的準確性及其對檢驗結論研究的正確性。由于無損檢驗方法是在許多傳統(tǒng)工程檢驗方法的基礎上開展的，這也決定了無損檢驗方法具備傳統(tǒng)工程檢驗的通用性與先進性，并且能夠更有效地將傳統(tǒng)的工程檢驗方法區(qū)分開。所以，在無損檢驗方法的運用過程中，能夠對某些傳統(tǒng)工程檢驗手段所無法實現(xiàn)的有效性加以彌補，特別是能夠進一步提高公路橋梁工程檢驗的準確性，同時對于研究某些工程關鍵性的科技問題也有著極其特殊的使用價值，因為無損檢驗方法能夠在對檢驗數(shù)據(jù)加以分析后，得到一個較為合理、精確的分析結論。所以，無損檢測技術是一門現(xiàn)代化的有效運行、科學監(jiān)測的技術方法，在高速公路橋梁的建設與運營過程中有著很大的使用價值。

再次，提高測試安全性。常規(guī)測試手段在使用過程中很容易對公路橋梁的構件產生破壞，進而造成安全隱患，同時在測試過程中測量人員的安全性也不能得以提高，所以在測試項目中采用無損測試技術是尤為重要的。在確保測試人員安全的情況下，迅速地對公路橋梁實施無損測試，確保測量任務能夠正常有效進行。

最后，提高數(shù)據(jù)測量的整體效率。在測量工作中，只有高效率完成才能確保公路橋梁被正常應用于社會的各個方面，為人們出行提供便利條件。無損檢測技術通常能夠采用合適、科學的方法，對公路橋梁測量有著極為關鍵的作用與價值，因此相關人員要加速研究速度，研究出更加先進的無損檢測技術，進而實現(xiàn)公路橋梁檢測效率的提升。

2 常見的無損檢測設備

2.1 抗滑檢測儀

抗滑檢測儀是中國公路工程橋梁測試技術中常用的檢測儀器，主要分為摩擦力測試儀器、側向力量系數(shù)的測試儀器等。而中國公路橋梁測試領域常用的抗滑檢測儀也大多是側向力量系數(shù)的測試儀器，對于中國公路橋梁測試領域有著非常關鍵的意義。

2.2 斷面檢測儀

斷面檢測儀主要是用來檢查公路上橋梁表面的均勻度和車轍狀況的，在實際應用的過程中往往需要對公路橋梁的斷面進行更細致的檢查，從而得到正確的信息。斷面檢測儀在運用的過程中需要對公路橋梁的坐標利用計算機手段加以測量，從而獲取數(shù)據(jù)，以此提高公路橋梁測量結果的精度。

2.3 射線檢測儀

射線檢測儀主要是利用放射X射線對公路橋梁的內部結構實施檢測。X輻射在檢測流程中可以貫穿整個公路橋梁的內部結構，并且在與特定物體碰撞時還會產生化學反應，而如果公路橋梁的內部結構在檢測流程中存在缺陷，X輻射的強度也會隨著缺陷改變，從而使檢查人員可以更清晰地觀測出公路橋梁內部結構中出現(xiàn)的缺陷情況及其尺寸程度。

3 常見的無損檢測技術

3.1 探地雷達檢測技術

探地雷達檢測是一個利用電磁回聲實現(xiàn)對公路橋梁構造測量的方式，主要是利用發(fā)射機通過特定速度把電能放射出，并通過公路橋梁的構造表面，再通過對電能的傳回，從而使設備或接收機能夠在構筑表面上接收到反射信息。這種信號往往具有不同的介電常數(shù)，能量脈沖的傳遞也深受公路橋梁的構造、外形、材質等多種因素影響。探地雷達檢測技術也具有相應的環(huán)境條件限制，如探地雷達檢測技術無法對通過路面或橋梁內部的金屬材料加以測試，對于突出的小尺度物質也不靈敏，同時探地雷達檢測技術在潮濕的自然環(huán)境中也無法應用，并且無法在溫度過低的自然環(huán)境中應用。

3.2 回聲波檢測技術

回聲波檢測技術能夠比較完整地檢查出公路橋面的鋼筋混凝土結構被腐蝕的狀況，基本原理就是在公路橋梁的主體構件表面形成應聲波，并經過公路橋面的主體構造后，對其結構缺陷及其被腐蝕狀態(tài)進行反射，而如果反應聲波引起阻力變化，則聲音將以不同頻率的方式擴散，然后再利用傳感器裝置對聲音的頻率等信息加以記憶，并隨著沖擊器半徑的變化，使聲音輸出和信號的頻率也隨之產生變化。正是因為回聲波檢測方法并無放射性危險，從而使該項方法能夠得到充分的安全性保障。

在采用回聲波檢測法后，能夠探測到公路橋面構造上金屬孔洞的狀態(tài)，從而精確測量出金屬孔洞的深度、位置、厚度等。并且，回聲檢測技術的難度很小，僅需對一面進行測量就能夠了解公路橋梁的內部狀態(tài)。但是回聲檢測技術的應用存在很大的限制，由于只能測量大體積孔洞，因此導致測量的公路橋梁的孔洞最小體積都很大，在局部可能超過對其耐久性有威脅的孔洞體積[2]。

3.3 射線探傷檢測技術

射線探傷檢測技術主要是通過將底片安裝于地面預應力混凝土構件之上，并利用對地面放射X射線進而擬定出帶有孔洞的公路橋梁構件影像的。射線探傷檢測技術能夠比較精準地定義破壞范圍和孔洞的部位以及大小等。該種技術主要應用于已投入使用的公路橋梁構件檢測，并且能夠從地面實時數(shù)據(jù)庫中迅速得到結果圖像。不過，盡管該種技術測定出的結果圖片比較準確，而且所需要作業(yè)人數(shù)也較少，但是因為在實際應用過程中往往需要大量的光探射線穿過公路橋梁構件，增加了測量成本，從而對公路橋梁構件的安全隱患控制和結構整體性提出了較高的技術要求。

3.4 圖像無損檢測技術

圖像無損檢測技術主要分為紅外成像和激光全息生成圖像兩個方案。紅外成像檢查技術主要是利用在公路橋梁結構中導熱性能不同的金屬材料的不同性質來實現(xiàn)公路橋梁結構檢查的。而由于材料熱傳導狀況的不同，也因此使紅外成像檢查技術能夠對公路橋梁結構進行全方位的檢查。激光全息圖像生成技術是一項精確、直觀性強的測量技術。技術基本原理主要是利用全息照相術對公路橋梁的內部結構進行攝影，通過分析得到圖像，再經過運算確定大力學量的運動過程。圖像無損檢測技術在確保檢測人員安全的情況下，大大提高了效率。

3.5 激光無損檢測技術

激光無損檢測技術具備高方向性和衍射性強的特性，產生了極高的光度，而且光度越高，代表激光檢測技術的光電壓就越強，其對光電壓響應的強弱是反映公路橋梁構造情況的有效依據(jù)。在實際應用過程中，檢驗技術人員往往能夠利用激光的亮度變化確定公路橋梁構造中的問題，并適時實施搶修。

3.6 頻譜分析技術

在公路橋梁檢測工作開展過程中，頻譜分析技術主要是通過信息化數(shù)據(jù)傳輸功能在不同類型的介質以及模式下對公路橋梁的實際技術情況加以分析，做好數(shù)據(jù)的整合處理工作的。對于頻譜傳輸工作而言，要充分結合波的長短、頻率以及周期等參數(shù)的變化情況對公路橋梁的不同缺陷位置進行檢測，并對靜態(tài)化的特點與動態(tài)化的特點加以科學化的檢測工作。所以，頻譜分析技術能夠較好地對公路橋梁的獨有特征加以理論化處理，最終將分析的結論加以整合。在當下的橋梁公路檢測工作中，位移傳感器、速度傳感器與加速度傳感器是頻譜分析技術中最為常見的機器，特別是加速度傳感器。傳感器在橋梁動荷載檢測工作中，能夠利用所檢測到的波形實行極分化位移波形圖的轉化，最終轉化為頻譜圖。這種頻譜分析技術的應用能夠得到橋梁結構的自振頻率，進而實現(xiàn)橋梁公路的動態(tài)化特征認識。因傳感器有著不同的發(fā)生頻率，利用頻譜分析技術的方法加以分析，能夠檢測不同公路橋梁不同位置的不同特點，實現(xiàn)公路橋梁實際技術情況的明確。

4 無損檢測技術在公路橋梁設計測試中的應用措施

4.1 加強無損檢測技術與設備的研究

公路橋梁結構測試工作開展的必要前提條件是技術和先進設備的研究。隨著科學技術的發(fā)展，使公路橋梁的施工技術、建筑材料、結構構造等都在實時地產生變化，結構測試技術水平也需要隨著公路橋梁的建設變化而提高。當前采用的無損檢測技術并不能完成全部的結構測試工作，因此必須加強研發(fā)力量，只有研發(fā)出相關的無損檢測技術和裝置，才能確保公路橋梁結構測試的技術水平可以持續(xù)提升，從而確保公路橋梁結構測試工作的品質。

4.2 提高檢驗技術人員的專業(yè)知識和技術素養(yǎng)

在公路橋梁結構檢驗工作流程中，必須接觸各類現(xiàn)代化的檢驗儀器設備與信息技術，對檢驗技術人員的專業(yè)知識和綜合素養(yǎng)的要求更高。所以，測試技術人員在平時工作中，除了要有效完成測試任務外，也要定期進行相關專業(yè)知識和綜合素養(yǎng)能力的訓練。而相關技術主管部門也應該注重在市場舉辦有關的專業(yè)技術知識訓練課、無損測試技術講座，以培養(yǎng)測試隊伍的技能專業(yè)化水平和提升其綜合素養(yǎng)能力，為國家公路橋梁結構測試奠定良好的人員基礎，使測試工作能夠更有效地進行。

5 無損檢測技術的注意事項

第一，超聲波檢測技術適合使用在檢測公路和橋梁結構的細小缺陷中，對于結構較大的內部結構，往往會出現(xiàn)準確度下降的問題，所以路基結構檢測不應應用超聲波無損檢測。

第二，光纖傳感器無損檢測準確度較高，主要的原因便是在某個檢測指標對公路和橋梁結構缺陷強弱的基礎上對內部缺陷情況加以判斷。此技術主要被使用在大跨徑橋梁中，但是需要配合其他的檢測技術，只有如此才能夠對大跨徑橋內部的鋼筋、拉索等結構的缺陷進行檢測。

第三，電化學無損檢測技術只能夠被使用在鋼筋構件的內部缺陷，用于惡劣施工情況下鋼筋混凝土構件中的鋼筋腐蝕與退化形勢下。聯(lián)合其他檢測技術使用才可以獲取更加準確的檢測結果。

6 結語

總之，無損檢測技術在公路橋梁檢測工作中有著十分重要的價值，在最大程度上確保橋梁主體結構不被破壞，為橋梁的施工與運行提供保障，明晰公路橋梁內部缺陷的具體情況，對于橋梁的技術情況加以分析和了解。利用頻譜分析、圖像分析以及超聲檢測技術實現(xiàn)橋梁檢測工作水平的提升，無損檢測技術將得到廣泛應用，為我國橋梁建設發(fā)展奠定基礎。