公路橋梁質(zhì)量檢測中新型試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用分析

李國棟

（蘇交科集團(tuán)檢測認(rèn)證有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

公路橋梁是一種重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，其安全可靠程度直接關(guān)系到整個城市的通行能力和行車安全。為了保證公路橋梁的正常使用，必須對其進(jìn)行周期性的檢測與評估?，F(xiàn)有的各種檢測手段存在一定的缺陷，很難對公路橋梁的真實情況進(jìn)行全面、精確的檢測。近幾年，各種新的檢測手段層出不窮，有效提高了公路橋梁的性能檢測水平。新型的無損試驗檢測技術(shù)可以實現(xiàn)對公路橋梁結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的實時監(jiān)控與評價，為公路橋梁的健康狀態(tài)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐與依據(jù)。但是，要使這門技術(shù)更好地發(fā)揮其功能，還有待深入研究與探討。因此，本文將重點探究新型試驗檢測技術(shù)及提升檢測技術(shù)的應(yīng)用措施。

1 公路橋梁建設(shè)主要檢測方向

1.1 內(nèi)陷程度的檢測

公路橋梁內(nèi)陷程度是一種常見的質(zhì)量問題，也是其主要檢測內(nèi)容之一，要想確保公路橋梁的施工質(zhì)量，就必須對其進(jìn)行早期檢測。目前，國內(nèi)主要采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，盡管這樣的構(gòu)造方式可以保證工程的質(zhì)量與穩(wěn)定性，但是它本身也存在一些固有的缺點。如：結(jié)構(gòu)孔洞、材料脫落、蜂窩、內(nèi)部裂縫、焊縫、鋼材內(nèi)部缺陷、夾渣等。倘若公路橋梁出現(xiàn)內(nèi)陷，一般只有一小部分可通過目視檢測，其他均需通過特定檢測手段來檢測。在這樣的條件下，采用的檢測手段會給公路橋梁帶來不同程度的損傷，從而影響到公路橋梁的正常運營[1]。

因此，需要采用激光、雷達(dá)和聲波等新的檢測技術(shù)，這些檢測方法可以精確地檢測出橋梁內(nèi)部的損傷，而不會對橋梁結(jié)構(gòu)造成損壞。例如，采用聲波檢測技術(shù)，可以檢測出公路橋梁中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中有無空洞、裂縫、夾雜等缺陷。

1.2 外觀檢測

公路橋梁工程的主體結(jié)構(gòu)包含：上、下和附屬結(jié)構(gòu)，公路橋梁工程的主體結(jié)構(gòu)、受力位置各不相同，但在不利條件下，兩者會有一定重疊。比如一些比較常見的病害，可以用常規(guī)的方法來解決。但是，當(dāng)公路橋梁工程出現(xiàn)一些非常嚴(yán)重或罕見的病害時，就需要相關(guān)人員對問題的原因進(jìn)行深入探討，并據(jù)此采取有效的解決辦法。如對拱形橋梁進(jìn)行外觀檢測，可以從橋墩位移、拱環(huán)開裂、拱頂開裂等幾個角度進(jìn)行檢測。對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行外觀檢測，要從護(hù)欄部件的定位、膨脹段的設(shè)置、面板壓實的部位等幾個方面進(jìn)行檢測。

為了更深入地檢測公路橋梁，采用外觀檢測方法可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中、開裂和大撓度的部位。此外，由于橋梁上、下兩個部位的受力情況不同，因此，可根據(jù)外觀檢測對上部、下部及設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行判斷，從而掌握因結(jié)構(gòu)不同而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。此外，也可借由公路橋梁的輪廓檢測，找出應(yīng)重點檢測部位。比如：公路橋梁端部剪力縫、橋墩位移程度、連接位置穩(wěn)定性、拱橋拱頂開裂等，在此基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的對策[2]。

1.3 材料方面的檢測

1.3.1 水泥檢測

（1）要對水泥原料的出廠資料、規(guī)格及標(biāo)號等進(jìn)行驗收，并嚴(yán)格控制復(fù)驗過程，并對其各項指標(biāo)如穩(wěn)定性、強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時間等做綜合檢測。

（2）如水泥出廠時間超過90d（快硬水泥在30d以上），應(yīng)立即與質(zhì)檢中心聯(lián)系，再次進(jìn)行品質(zhì)檢測，對用水泥制成的半成品，要著重檢測其中有沒有含氯化物。

（3）在送水泥進(jìn)場時，應(yīng)對水泥用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，并確保其型號和標(biāo)號與出廠資料相符。

1.3.2 鋼筋檢測

（1）首先對鋼筋取樣，并切斷鋼筋，用打點記號的方式標(biāo)出原來的間距。

（2）用試驗機(jī)對試樣進(jìn)行拉伸試驗，從試驗力零點起，拉伸試樣直至斷開。

（3）記錄整個試驗過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出抗拉強(qiáng)度和斷裂拉伸率。

（4）關(guān)于鋼筋彎曲試驗，采用多邊形截面鋼筋試件進(jìn)行試驗，以進(jìn)一步測定其彎曲性能。

1.3.3 膠結(jié)材料檢測

在橋梁施工過程中，主要采用石灰和瀝青混合料等膠結(jié)材料。瀝青材料的檢測主要是黏度、防水性兩個方面，對瀝青混合料的針入度、延度、軟化點等指標(biāo)進(jìn)行檢測。另外，馬歇爾試驗還需要對瀝青混合料的飽和度、穩(wěn)定性等性能進(jìn)行進(jìn)一步的檢測，以保證公路橋梁施工中所用的膠凝材料的質(zhì)量。

1.4 結(jié)構(gòu)檢測

在公路橋梁結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用新型試驗檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，能夠快速反映出結(jié)構(gòu)的情況。例如，激光掃描能夠?qū)崟r采集公路橋梁各個部分的形態(tài)信息，并將掃描的信息與設(shè)計模型做比較，從而更好地反映實際環(huán)境下的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)。通過激光掃描，可以更精確地預(yù)測到公路橋梁可能發(fā)生的故障，并盡早制訂維修方案。同時，聲波檢測技術(shù)能夠深入材料內(nèi)部，探測出可能存在的孔洞、裂紋等內(nèi)部缺陷，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)整體性能的綜合評價。通過對試驗結(jié)果的進(jìn)一步研究，可以更加精確地判斷出結(jié)構(gòu)是否處于正常狀態(tài)，為保障公路橋梁安全使用打下堅實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)[3]。

2 新型試驗檢測技術(shù)在公路橋梁檢測中的應(yīng)用

2.1 聲發(fā)檢測技術(shù)

在對公路橋梁工程進(jìn)行質(zhì)量檢測時，檢測人員應(yīng)針對所采用的建材種類、性質(zhì)等方面的差異，重點關(guān)注材料因素對公路橋梁工程質(zhì)量的影響。公路橋梁在受力集中的情況下，因自身材質(zhì)差異，易導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力彌散，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫，并在應(yīng)力擴(kuò)展過程中逐漸擴(kuò)大。針對這一問題，基于聲發(fā)檢測技術(shù)，通過將聲源置于被測點，實現(xiàn)對公路橋梁結(jié)構(gòu)裂紋波的接收。利用聲波波形判別裂縫類型和規(guī)模，能夠揭示裂縫成因和發(fā)展趨勢，從而為工程中裂縫的治理提供理論基礎(chǔ)。

試驗證明，聲發(fā)檢測技術(shù)能達(dá)到較好的檢測效果。但是，該項技術(shù)也存在著易受外部環(huán)境影響的缺陷。例如，在噪聲比較高的情況下，檢測者在對結(jié)構(gòu)縫隙（如公路、橋梁等）進(jìn)行判斷時，由于噪聲引起的聲波干擾，從而降低了檢測的準(zhǔn)確性。

2.2 激光檢測技術(shù)

激光檢測技術(shù)是公路橋梁檢測中常用的一種檢測方法。利用激光掃描技術(shù)，根據(jù)電流與激光強(qiáng)度之間的關(guān)系，判斷公路橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。激光檢測技術(shù)主要有兩種：一是光源激光；二是普通激光。當(dāng)視野投影合適時，在激光照射到被測對象的表面時，如果被測對象的結(jié)構(gòu)面發(fā)生改變，那么掃描出來的圖像就會改變。

具體來說，激光的作用范圍更大，當(dāng)被測公路橋梁結(jié)構(gòu)有裂紋時，激光將產(chǎn)生繞射效應(yīng)，檢測者可利用該特性調(diào)節(jié)裂紋探測柔性，并通過構(gòu)建光照與陰影之間的關(guān)聯(lián)，對裂紋的嚴(yán)重性進(jìn)行分析。

2.3 光纖傳感檢測技術(shù)

光纖傳感檢測技術(shù)具有良好的抗干擾和抗腐蝕性能，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸而不影響信號的傳輸。同時，能夠適用于多種檢測工況（高溫、低溫等）的新方法，以提高公路橋梁工程檢測參數(shù)的精度。然而，受限于工作環(huán)境，公路橋梁建設(shè)中，部分?jǐn)?shù)據(jù)難以直接獲取，亟須將其轉(zhuǎn)換為物理測量。在公路橋梁建設(shè)過程中，應(yīng)進(jìn)行預(yù)先布設(shè)和安裝光纖傳感裝置。

在公路橋梁工程的檢測過程中，需要利用光纖感測設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)收集，因此，可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時、精確傳遞，并為以后的公路橋梁項目的檢測提供便利。

2.4 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測技術(shù)是一種以磁粉為顯示介質(zhì)，對缺陷進(jìn)行檢測和觀察的技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于公路橋梁工程的檢測中。該方法是將磁性粉末涂于工件表面，待工件被磁性材料完全磁化后，即可進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到有缺陷時，將產(chǎn)生一種漏磁場，當(dāng)該區(qū)域變得更大時，會產(chǎn)生更多的磁性顆粒，同時也能探測到磁痕。這樣，就能快速判斷出缺陷的確切位置。采用磁粉檢測技術(shù)檢測公路橋梁構(gòu)件表層及表層質(zhì)量缺陷，具有快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點[4]。

2.5 回彈彎沉檢測技術(shù)

回彈彎沉檢測技術(shù)的基本原理是：通過檢測各垂直形變量的壓力值及在地面及空隙處的彈跳彈垂度。公路橋梁在一定壓力下發(fā)生彈性彎曲和沉陷會造成一定程度的沉降，當(dāng)荷載恢復(fù)至初始彈性狀態(tài)時，將產(chǎn)生一定程度的沉積?；貜棌澇翙z測技術(shù)主要能夠準(zhǔn)確檢測出公路橋梁的形變情況。通過對車輛輪胎空隙部位對地面及路面可能發(fā)生形變的檢測，能夠精準(zhǔn)地判斷出形變部位。彎沉檢測既能使工程師及時地追蹤結(jié)構(gòu)的變形，又能正確地判定公路橋梁的承載力。通過長期監(jiān)測，可以精確追蹤公路橋梁的變形發(fā)展，并預(yù)估其沉降、傾斜等狀況，進(jìn)而提出有針對性的維護(hù)保養(yǎng)計劃，保證公路橋梁的穩(wěn)定性和安全性。

在實際工程中，必須在不同位置布設(shè)高精度的傳感器，實時監(jiān)控公路橋梁的豎向、橫向變形，獲得相應(yīng)的變形曲線。由此，可以更加精確地反映各種荷載、環(huán)境條件對公路橋梁結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而更加精確地預(yù)測和分析其變形發(fā)展趨勢。此外，回彈彎沉檢測技術(shù)也可以對公路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建造起到一定的輔助作用。通過對公路橋梁進(jìn)行實時監(jiān)測，為設(shè)計人員在施工過程中的應(yīng)變和穩(wěn)定問題提供參考，對施工方案進(jìn)行適時的調(diào)整，保證公路橋梁施工的正常開展，并能及時解決存在的安全隱患，逐步提高工程施工的質(zhì)量[5]。

3 在公路橋梁檢測中應(yīng)用試驗檢測技術(shù)的有效措施

3.1 提高試驗檢測技術(shù)人員的專業(yè)能力

首先，對檢測技術(shù)人員實施崗位責(zé)任制。崗位責(zé)任制是試驗室的一項重要制度，要將組織機(jī)構(gòu)框圖中所列的各個部門的工作職責(zé)、職權(quán)等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。各個部門的責(zé)任都要按照《質(zhì)檢機(jī)構(gòu)計量認(rèn)證的審核內(nèi)容和評價辦法》中的管理功能和技術(shù)功能進(jìn)行全面涵蓋，使一切都在可控范圍內(nèi)。

其次，在招聘檢測人員環(huán)節(jié)，要以扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識、責(zé)任心和實踐經(jīng)歷為重點，全面提升檢測隊伍的綜合素質(zhì)。

3.2 嚴(yán)格按照檢測程序進(jìn)行工作檢測

從目前國內(nèi)公路橋梁工程質(zhì)量檢測的情況出發(fā)，需要著重做好公路橋梁工程質(zhì)量檢測工作。在此項工作中，檢測單位及檢測人員應(yīng)注意：

一是檢測機(jī)構(gòu)要根據(jù)有關(guān)規(guī)范，建立檢測流程，并嚴(yán)格遵循相關(guān)要求檢測。一般而言，施工工程的竣工驗收工作，主要從收到檢測樣品開始，并出示相關(guān)的竣工驗收報告。在檢測過程中，對符合要求的樣本，應(yīng)嚴(yán)格遵循檢測規(guī)程，確保檢測結(jié)果的真實、準(zhǔn)確。

二是按照現(xiàn)行國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)開展試驗，對原材料抽樣環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證抽樣的合理性，多點抽樣檢測管理，確保施工質(zhì)量檢測的精確性和嚴(yán)格性。

3.3 強(qiáng)化現(xiàn)場監(jiān)督管理

在公路橋梁項目的施工過程中，檢測機(jī)構(gòu)起著質(zhì)量監(jiān)督的角色，由檢測機(jī)構(gòu)組織的專家與項目監(jiān)理機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的檢測，保證對整個施工過程進(jìn)行有效的監(jiān)控與管理。公路橋梁工程監(jiān)理單位要對參加檢測工作的人員的技術(shù)操作狀況進(jìn)行檢測，防止發(fā)生違反規(guī)定的操作。此外，實行對各個小項目工程安全質(zhì)量驗收。在公路橋梁工程竣工后，由政府及有關(guān)部門組織對項目的總體安全質(zhì)量進(jìn)行驗收，對存在的問題和不足要及時處理。同時，定期對驗收成果進(jìn)行匯總，并進(jìn)行總結(jié)。只有充分發(fā)揮其安全質(zhì)量監(jiān)督效能，才能使我國公路橋梁施工質(zhì)量得到有效提高。

3.4 為后期建設(shè)維護(hù)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)

多種檢測手段的應(yīng)用，為后續(xù)的評價和維護(hù)提供可靠的資料。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集是進(jìn)行指數(shù)分析的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在檢測工作中，采用多種不同的檢測手段，從某種意義上確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。另外，因為這種新的試驗檢測技術(shù)以無損檢測為主，對公路橋梁各種參數(shù)的損失降到最低，在以后做好工程維護(hù)工作的前提下，該指標(biāo)的數(shù)據(jù)將會保持較長的時間。此外，對公路橋梁進(jìn)行周期性檢測，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果還能為公路橋梁的養(yǎng)護(hù)等工作提供參考[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，新型試驗檢測技術(shù)為公路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。本文介紹了聲發(fā)檢測技術(shù)、光纖傳感檢測技術(shù)等多種新型試驗檢測技術(shù)，可以更全面、準(zhǔn)確地掌握公路橋梁的運行情況，并能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題進(jìn)行及時檢測，從而改善施工質(zhì)量，確保公路橋梁的安全。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新型試驗檢測技術(shù)將會被更多地應(yīng)用于公路橋梁工程中。