無損檢測技術在橋梁工程中的應用與研究

廖俊瑜，毛江濤

(1.衡水市公路工程總公司;2.中海油山東化學工程有限責任公司)

1 橋梁無損檢測技術的特點和應用

橋梁無損檢測技術一般指在不影響橋梁結構的正常使用或結構構件性能的基礎上，采用非破壞性手段，通過檢測橋梁的某些物理指標以來判定結構或構件性能是否發(fā)生改變的檢測方法。相比較于其它的一些常規(guī)檢測方法，無損檢測技術具有一下特點和優(yōu)勢。

(1)屬于非破壞性試驗，對結構或構件的受力(正常使用)性能不產(chǎn)生任何影響。

(2)可經(jīng)行全方位檢測，無需二次修復處理，檢測方法經(jīng)濟實用，快捷方便。

(3)可對混凝土構件內(nèi)、外部缺陷(孔洞、開裂、碳化和鋼筋銹蝕等)進行全面檢測。

(4)可用于大型建筑或使用年限已很長的危險建筑進行檢測和鑒定。

(5)檢測儀器簡單，易操作。

橋梁無損檢測的常規(guī)內(nèi)容有：混凝土的強度、局部缺陷(孔洞、開裂等)檢測;內(nèi)部鋼筋的數(shù)量、位置、保護層碳化及鋼筋銹蝕情況的檢測;混凝土裂縫開展情況及其它耐久性指標檢測;橋梁結構變形的常規(guī)性檢測。

2 我國橋梁工程的現(xiàn)狀及其存在的問題

橋梁結構是我國交通基礎設施建設中很重要的組成成分，尤其是在西部高原和一些多山的省份，隨著我國經(jīng)濟的繁榮發(fā)展，越來越多的橋梁工程出現(xiàn)在高速公路建設之中。但是長時間以來，很多人甚至一些業(yè)界人士都未能發(fā)現(xiàn)橋梁結構的耐久性問題，尤其是在混凝土橋梁中隨著服役時間的推移，很多混凝土橋梁工程由于其自身混凝土耐久性不足，而發(fā)生結構失效或退出工作的案例時有發(fā)生。其主要表現(xiàn)為混凝土損傷、鋼筋的銹蝕、混凝土與鋼筋之間的粘結力下降三個方面。這些因素將影響到結構的外觀、使用功能和壽命、甚至會降低結構的安全性，成為引發(fā)重大事故的危險源，嚴重威脅到人民的生命財產(chǎn)安全。

目前我國存在的混凝土橋梁中，存在問題較為嚴重的一般屬于在建國前，大躍進時期，文化大革命及改革開放的最初期修建的。因此由于科技發(fā)展和國家宏觀建設的限制，其中很大一部分橋梁在建設初期并未考慮混凝土耐久性和在正常使用階段結構老化，安全性降低等因素。尤其是近十幾年來，橋梁結構所承載的交通流量和車載的迅猛增加，滋生了很多的安全隱患。目前不少橋梁的結構承載力和安全儲備都有不同程度的下降和不足。因此，對現(xiàn)有橋梁特別是建設年代較早的橋梁進行安全性檢測，從而進行分析研究了解其安全性，并根據(jù)不同的等級進行分級治理，或維修加固或拆除重建具有重要的研究意義。才能最大程度的保障廣大人民群眾的生命及財產(chǎn)安全。

3 無損檢測技術在橋梁工程中的應用現(xiàn)狀

3.1 超聲波檢測技術

此項技術應用瞬間應力波原理為技術依托，通過在結構便面使用器物發(fā)生瞬間的機械撞擊以產(chǎn)生低頻率應力波，并記錄傳導至結構內(nèi)部，經(jīng)斷點或接觸面反射回來的低頻波。然后通過對記錄的波進行分析，可以較為準確的知道結構內(nèi)部是否產(chǎn)生損傷，或者損傷的位置，甚至可以大體得知結構內(nèi)部損傷的大小等信息。由于是通過電波來檢測，因此超聲波檢測技術一般用于橋梁結構的梁板柱及光管混凝土的內(nèi)部裂縫檢測和維護。

3.2 光纖傳感檢測技術

此項技術通過利用光纖對某些物理量的特殊敏感性，將不可度量的外部物理量轉(zhuǎn)化成可以直接進行測量的光纖信號技術。我國最早由同濟大學、重慶大學和哈工大等對附加光線傳感器技術的橋梁進行理論性研究，并其后運用于橋梁檢測維護;重慶大學更是把其對光纖傳感技術的研究成果運用在重慶槽坊立交橋的長期在線動態(tài)遠程健康監(jiān)測中，充分證實了光纖傳感檢測技術的可行性。而且光纖應檢測技術與傳統(tǒng)技術相比具有不受環(huán)境因素的限制，絕緣耐高壓耐腐蝕，能在各種復雜的環(huán)境下良好運行，還具有體積小，重量輕，可做成任意形狀的傳感器陣列、精度高、實用性強等優(yōu)點，但是價格因素一直是困擾此項技術高速發(fā)展的絆腳石。

3.2 探底雷達檢測技術

相比超聲波技術，探底雷達技術則是利用高頻的電磁脈沖波通過寬頻帶脈沖的形式作用到檢測體，根據(jù)波在傳導過程中所遇介質(zhì)的不同，對回收波進行分析研究的一種新型檢測方法。它不僅能準確定位損傷的形狀、深度和大小，而且由于操作方面，可以進行大面積區(qū)域的檢測。此項技術目前主要用于橋梁面層厚度，基礎密實度，含水量和擋土墻的損傷缺陷檢測。

4 結論與展望

隨著我國經(jīng)濟的大發(fā)展，尤其是在交通運輸方面的大力投資和建設，在一些已完工的項目中經(jīng)常會出現(xiàn)一些安全性問題和隱患，因此對橋梁的檢測提出來更高的要求。無損檢測技術作為應用于橋梁檢測的一種新的且行之有效科學技術是一科多學科綜合的應用型技術。毫不夸張的講無損檢測技術不僅可以促進社會工業(yè)和整個經(jīng)濟的發(fā)展，而且從某種角度上來講，它甚至可以作為衡量一個國家工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的程度。因此，無損檢測技術的發(fā)展和應用具有非常重要的科學和社會意義。

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［1］李穎.橋梁無損檢測與研究發(fā)展［J］.中外公路，2009，(1).

［2］劉沐字等.橋梁無損檢測技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中外公路，2002.

［3］張俊平.橋梁檢測［M］.北京：人民交通出版社，2002.

［4］張麗卿，韓兵康，李春祥.基于振動的土木工程結構損傷診斷研究進展［J］.自然災害學報，2004，(10)：136-138.