遲嘉陵
(煙臺港通工程檢測有限公司,山東煙臺 264000)
隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高,人們對交通運輸行業(yè)的要求也越來越高,這也推動了道路橋梁工程的發(fā)展。在道路橋梁工程建設(shè)中,采用無損檢測技術(shù)是一項非常重要的內(nèi)容。在道路橋梁工程建設(shè)過程中,應(yīng)該合理應(yīng)用無損檢測技術(shù),以保證道路橋梁工程的質(zhì)量。本文主要分析無損檢測技術(shù)在道路橋梁試驗檢測中的應(yīng)用,以提高我國道路橋梁工程質(zhì)量。
無損檢測技術(shù)是一種科學(xué)、準確、有效的檢測手段,主要是通過在道路橋梁的內(nèi)部或表面添加一些特殊材料,然后使用一定的技術(shù)手段來測試這些材料的性能和質(zhì)量。在進行無損檢測時,應(yīng)該盡量避免對道路橋梁內(nèi)部或表面造成損傷,否則會影響檢測結(jié)果。目前,我國對無損檢測技術(shù)的應(yīng)用非常重視,并已經(jīng)取得一定成果。
例如,利用超聲波和紅外線成像技術(shù)來進行無損檢測,可以得到道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體情況。另外,在使用無損檢測技術(shù)進行道路橋梁試驗檢測時,可以將其分為2個部分:一是道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu);二是道路橋梁表面結(jié)構(gòu)。通過這些技術(shù)手段可以進一步確定道路橋梁的質(zhì)量是否達到要求[1]。
無損檢測技術(shù)在道路橋梁試驗檢測中的應(yīng)用非常廣泛,主要是因為無損檢測技術(shù)具有較強的針對性和實用性。無損檢測技術(shù)可以通過對道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行測試來保證其穩(wěn)定性和安全性,因此無損檢測技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。
當(dāng)超聲波在道路橋梁中傳播時,會產(chǎn)生反射和透射現(xiàn)象,因此可以利用超聲波技術(shù)對道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況進行測試,從而了解道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體情況。
此外,超聲波技術(shù)還可以對道路橋梁表面進行檢測,利用超聲波技術(shù)進行道路橋梁試驗檢測時,可以得到道路橋梁表面的一些信息,從而了解道路橋梁表面的實際情況。因此,這種方法具有一定的實用性和合理性。目前,我國對超聲波技術(shù)進行進一步研究和開發(fā),使這種技術(shù)更加成熟和完善,通過對超聲波技術(shù)進行開發(fā)和應(yīng)用,可以解決很多傳統(tǒng)方法無法解決的問題[2]。
紅外線成像技術(shù)也是一種比較新穎的檢測方法,該方法不僅能夠?qū)窐蛄旱漠惓顟B(tài)進行定位,而且能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)的形貌信息轉(zhuǎn)化為圖像,提供給檢測機構(gòu)。它的檢測方式主要采用了現(xiàn)代電子信息技術(shù)與紫外輻射技術(shù)相結(jié)合的方式,在用紫外光照射公路橋梁結(jié)構(gòu)時,計算機也會將對應(yīng)的光線信息反映出來,并將此信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息,形成公路橋梁結(jié)構(gòu)圖,通過圖像可以直觀地觀察到公路橋梁結(jié)構(gòu)的損傷狀況。該檢測方式的優(yōu)點在于不需要直接接觸到建筑,通過遠程遙感探測可以達到全面探測的效果,對于某些難以開展的檢測項目來說,實用性很強。
光纖傳感技術(shù)是一種基于傳感網(wǎng)絡(luò)的先進測量技術(shù),具有很強的應(yīng)用價值和優(yōu)勢,可以實現(xiàn)道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的長期監(jiān)測,因此在道路橋梁試驗檢測中得到廣泛應(yīng)用。
在光纖傳感技術(shù)中,其傳感網(wǎng)絡(luò)可以分為2個部分:一是傳感元件;二是測試元件。在使用光纖傳感器進行道路橋梁試驗檢測時,主要采用光時域反射儀(OTDR)、瑞利散射等技術(shù)手段來進行檢測,在使用這些技術(shù)時,需要在道路橋梁中使用一定數(shù)量的光纖傳感器。
在道路橋梁試驗檢測過程中,應(yīng)對道路橋梁表面的結(jié)構(gòu)和形狀進行檢查,還應(yīng)對道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行檢查,以判斷其是否存在裂縫、開裂等問題。
在使用光纖傳感器進行檢測時,還應(yīng)對光纖傳感器的信號傳輸方式進行檢查,如果發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時采取相應(yīng)措施進行處理[3]。
隨著社會的進步,我國無損檢測行業(yè)進入一個飛速發(fā)展的階段。自20世紀80年代起,我國研究人員經(jīng)過一系列的技術(shù)合作和技術(shù)攻關(guān),開發(fā)了多種無損檢測方法,如超聲檢測技術(shù)、電化學(xué)檢測法、超聲回彈法等,這極大地促進無損檢測技術(shù)的工程應(yīng)用。目前,國內(nèi)大多數(shù)二級及以上的檢驗試驗室都已經(jīng)具備了開展無損檢測業(yè)務(wù)所必需的條件,已經(jīng)研發(fā)出很多具有較高精度和較高靈敏度的無損檢測設(shè)備,且無損檢測技術(shù)已日趨成熟,在道路工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。
我國無損檢測行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,在技術(shù)上和管理上都有很大進步,相關(guān)部門也加大了對無損檢測行業(yè)的支持力度,以保證無損檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。此外,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,我國也加強了對無損檢測技術(shù)的研究,并積極引進國外先進技術(shù),以促進我國道路橋梁工程的建設(shè)和發(fā)展。
在使用無損檢測技術(shù)對道路橋梁進行檢測時,通常會采用3種方法:
一是通過對道路橋梁施工材料的檢測,以確定其是否符合要求;
二是通過對道路橋梁結(jié)構(gòu)的檢測,以確定道路橋梁結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問題;
三是通過對道路橋梁施工過程進行檢測,以確定施工質(zhì)量是否符合要求。
在對道路橋梁施工材料進行檢測時,通常會采用多種方法,如:目測法、儀器測試法、鉆芯法等。在使用儀器測試法時,通常會采用雷達測試法、聲波測試法、電磁法等。另外,在道路橋梁工程施工過程中,還需要使用無損檢測技術(shù)對施工質(zhì)量進行檢測,以避免工程建設(shè)出現(xiàn)問題。
雷達測試法主要是利用電磁波對道路橋梁結(jié)構(gòu)進行檢測,它是利用電磁波對道路橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋、混凝土、結(jié)構(gòu)鋼筋等材料進行檢測。通過對雷達測試法的應(yīng)用,可以有效識別出道路橋梁中存在的缺陷,如裂縫、空洞等,這些缺陷會影響道路橋梁工程的正常使用。使用雷達測試法進行檢測時,需要注意以下幾點[4]:
第一,在檢測過程中,需要先將被檢測道路橋梁結(jié)構(gòu)表面的污垢清除干凈,再利用電磁波的傳播速度和介質(zhì)介電常數(shù)的不同來確定出道路橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量的缺陷位置,然后再進行相應(yīng)的處理工作,以保證道路橋梁檢測結(jié)果的準確性。
第二,在對道路橋梁結(jié)構(gòu)進行檢測時,首先需要將雷達設(shè)備放置在被檢測道路橋梁結(jié)構(gòu)的上方,然后再利用雷達對道路橋梁結(jié)構(gòu)進行檢測,以保證雷達設(shè)備的正常使用,從而保證雷達測試法的準確性。
第三,在使用雷達檢測道路橋梁質(zhì)量時,需要使用具有較強穿透性的雷達設(shè)備,先確定缺陷位置及深度,然后再對其進行定位,以保證道路橋梁檢測結(jié)果的準確性。
同時,在使用雷達對道路橋梁質(zhì)量進行檢測時,還需要先對道路橋梁結(jié)構(gòu)表面的污垢進行清理,以保證雷達設(shè)備的正常使用,然后再將被檢測道路橋梁結(jié)構(gòu)放置在雷達設(shè)備上進行檢測。
第四,在使用雷達檢測道路橋梁施工材料時,需要先了解其類型及性質(zhì),然后根據(jù)道路橋梁施工材料的性質(zhì)來選擇合適的雷達設(shè)備。同時,在使用雷達進行檢測時,還需要對被檢測材料的厚度及介電常數(shù)等參數(shù)進行測量,以保證使用雷達進行檢測時能夠獲得較為準確的數(shù)據(jù)[5]。
聲波測試法是一種應(yīng)用較廣泛的無損檢測技術(shù),其檢測原理主要是利用聲波在介質(zhì)中傳播時,其傳播速度與介質(zhì)的密度、彈性模量以及介質(zhì)中的缺陷有關(guān),且具有一定的方向性。
當(dāng)聲波遇到障礙物時,障礙物會發(fā)生振動,聲波便會被障礙物阻擋。而當(dāng)聲波遇到有缺陷的物體時,則會在物體表面發(fā)生反射、折射和散射等現(xiàn)象,從而產(chǎn)生聲波幅值。若聲波波幅與無缺陷物體的波幅存在差異,就可以判斷該物體有無缺陷。聲波測試法在對道路橋梁進行檢測時,主要是通過聲波反射原理來實現(xiàn)對道路橋梁中是否存在缺陷的判斷。
聲波測試法在道路橋梁無損檢測過程中主要有3種檢測方式:
一是使用儀器進行直接檢測;
二是通過使用超聲波檢測儀對道路橋梁的某些部位進行掃描檢測;
三是在道路橋梁施工現(xiàn)場中利用超聲波檢測儀對道路橋梁結(jié)構(gòu)進行直接檢測。
電磁法是利用電磁感應(yīng)的原理,對道路橋梁施工過程中出現(xiàn)的一些問題進行檢測,例如:鋼筋銹蝕、混凝土強度不足等問題。這種方法適用于具有一定規(guī)律和特征的混凝土,但是無法檢測出混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在的一些質(zhì)量問題。具體的檢測過程中,需要使用儀器對道路橋梁表面和內(nèi)部的混凝土進行檢測,以確定混凝土是否出現(xiàn)開裂、蜂窩、空洞等質(zhì)量問題。
例如,在對橋梁表面進行檢測時,可以使用電磁法,將鋼筋植入混凝土中,然后再使用電磁法對橋梁表面和內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)中存在的質(zhì)量問題進行檢測。這種方法能夠檢測出混凝土內(nèi)部的鋼筋,從而確定鋼筋是否存在銹蝕、混凝土強度不足等質(zhì)量問題。除此之外,還需要對道路橋梁結(jié)構(gòu)進行無損檢測,以避免出現(xiàn)各種安全問題。
采用鉆芯法測試路面壓實程度,以100mm為基準,根據(jù)規(guī)范規(guī)定的測試頻率進行采樣,同時打上記號,并與設(shè)計構(gòu)造類型相結(jié)合進行分層。
通常在第一次鉆取芯樣的過程中,如果還存在多層瀝青,則需要利用切割機沿著芯樣每一層的結(jié)合表面,將其切割成層,然后進行分層測量。傳統(tǒng)的瀝青路面可以在當(dāng)天采樣,而對于SMA和改性瀝青,則需要在第三天采樣。
試樣密度測定時,先除去鉆孔試樣表面的灰塵,待干燥至一定重量后,采用表干法測定各層的毛體密度。當(dāng)試樣的吸水率大于2%時,用蠟封方法測定其毛體密度;當(dāng)吸水率小于0.5%時,這種壓實度比較高的瀝青混合料可以用水稱重法測試相對密度。按規(guī)程規(guī)定的檢驗方法及頻次進行現(xiàn)場抽檢,然后對各個測點進行壓實度的測定,并進行壓實度的評定。
路基結(jié)構(gòu)的內(nèi)在病害通常是由于施工過程中的不當(dāng)維護和復(fù)雜的施工環(huán)境所致,此外,路面在非均勻溫度荷載、車輛荷載作用下,還會出現(xiàn)開裂,嚴重影響了路基的強度。因此,路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部病害及開裂問題是路基檢測的重點。由于病害及裂紋的產(chǎn)生、發(fā)展受多種因素的影響,必須充分考慮各種檢測方法的特性,才能對其進行有效檢測。根據(jù)現(xiàn)有的檢測成果,公路路基病害多以孔洞、斷裂等形式存在,且多在路面上產(chǎn)生貫通性裂隙,因此,利用地質(zhì)雷達對其進行檢測是十分必要的。
與靜載試驗相比,動載測試要求橋梁結(jié)構(gòu)在車輛作用下經(jīng)受沖擊和振動荷載,且其動態(tài)響應(yīng)比靜態(tài)影響大,是一種重要的非破壞性測試手段。相關(guān)人員借由動載荷試驗,來確定在車輛動態(tài)作用下橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)的應(yīng)變狀況。
在橋梁動載測試中,通常采用的儀器包括振動拾振器、信號放大器、動電阻-應(yīng)變計、射線示波器、筆記錄儀、磁帶記錄器、數(shù)字信號處理器等。
此外,針對中、小跨徑橋梁,可以利用磁電測試技術(shù)對橋梁工程進行自振性能測試;針對大跨度的橋梁,可以利用壓電檢測技術(shù)對其進行超低頻振動狀態(tài)的檢測,從而判定其是否存在病害,是否存在質(zhì)量隱患。
綜上所述,隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步,我國道路橋梁工程建設(shè)取得很大成就,在道路橋梁工程建設(shè)過程中,無損檢測技術(shù)是一項非常重要的內(nèi)容。無損檢測技術(shù)在道路橋梁試驗檢測中應(yīng)用時,應(yīng)嚴格按照相關(guān)標準進行操作,在使用無損檢測技術(shù)時,還需要對道路橋梁進行定期維護,避免道路橋梁出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。未來,應(yīng)不斷完善無損檢測技術(shù),使其能夠更好地應(yīng)用于道路橋梁試驗檢測中,以保證道路橋梁質(zhì)量達到要求。無損檢測技術(shù)在道路橋梁試驗檢測中的應(yīng)用,不僅能夠提高道路橋梁的質(zhì)量,還能為人們提供更加安全、舒適的出行環(huán)境,促進我國交通事業(yè)的發(fā)展。