淺談公路橋梁施工檢測技術

王邦貴

(貴州省六盤水路橋發展總公司)

1 公路橋梁施工檢測的重要性

在公路橋梁建設過程中，由于工程結構設計、工程材料缺陷、施工失誤等因素導致的工程質量問題屢見不鮮，所以在公路橋梁建設完工之后，對公路橋梁進行品質鑒定已經成為業主最為關心的重要問題之一。公路橋梁產品檢驗不同其他生產產品檢驗，例如汽車、船舶、機械設備等批量產品可以通過破壞性原型試驗來檢驗產品的質量，判斷其是否滿足產品設計要求，但是公路橋梁結構屬于單件生產，無法運用破壞性原型實驗的方法進行品質檢驗。加之，運用目檢方法的檢驗結果存在較大的主觀性，缺乏對公路橋梁整體品質的客觀定量判斷，致使工程施工中和完工后存在的質量隱患得不到及時發現和處理。當前，對公路橋梁質量檢測尚未形成一種科學、系統的量化檢驗方法，在這種情況下，不僅有可能增加公路橋梁使用后的維修保養成本，甚至有可能發生橋毀人亡的事故。因此，加快對公路橋梁施工檢測技術的理論研究和實踐應用突顯其必要性和重要性，尤其對于非破壞性檢驗技術而言，因其具備的多種優勢逐步受到了公路橋梁施工檢測領域的廣泛關注。

2 我國公路橋梁施工檢測的現狀分析

2.1 公路橋梁檢測的具體內容及常規方法

(1)外觀檢測。主要的檢測內容有表面缺陷及破損、裂縫的分布情況、裂縫寬度及深度、內部缺陷等等;用于該環節的常規檢測方法有自測法、激光傳感器、熱像儀、超聲波檢測、玻璃纖維傳感器等等。

(2)應力和繞度。檢測內容包括變形和振動;檢測方法有激光檢測法和加速器傳感器。

(3)強度和剛度。這里強度和剛度主要是針對混凝土而言的，檢測內容主要包括混凝土強度以及彈性模量;常用的方法為超聲波檢測以及回彈試驗。

(4)擴散深度。包括碳化深度、氧化深度、侵蝕深度等等;常用的檢測方法為鉆芯取樣法。

(5)鋼筋銹蝕。檢測的內容包括銹蝕位置及銹蝕程度;常用的方法是自然點位法。

2.2 檢測方法中存在的問題

就公路橋梁表面缺陷檢測而言，目前仍以人工目檢方式作為主要手段進行檢測評估。尤其對于混凝土公路橋梁來講，檢驗和評估表面裂縫是重要的檢測項目之一。據有關數據證實，裂縫是造成公路橋梁損壞的首要原因，其次是剝落、坑洼等質量問題引起的橋梁損壞。當公路橋梁出現使用缺陷后，要及時進行檢查和觀測，在掌握缺陷特征的基礎上，分析造成缺陷的原因及其危害后果，根據缺陷的性質確定修補方案，確保修補方案的可操作性。雖然近些年國內外的一些專家學者在對路橋檢測的研究中取得了一些成果，但是這些成果在實際檢測中的應用卻僅限于初步，想要普及推廣仍需一定的時間，特別是一些檢測方法在應用中難度較大，如光導纖維植入式檢測法，這種檢測方法需要將具有檢測功能的光導纖維植入到路橋上，然后通過光纖的變形情況來判斷橋梁的損傷狀況。但是由于這種檢測方法的成本較高，并且施工也比較困難，目前仍未普及推廣使用。再如利用雷達和聲波等掃描分析對路橋進行檢測，這種方法目前尚不能實現實時監測，并且成本相對較高，需要專業人員操作，這些影響了推廣使用。

3 幾種先進的公路橋梁施工檢測技術

3.1 紅外熱像儀與雷達技術

雷達施工檢測技術的工作原理是利用發射短促的電磁脈沖形成電磁波，以獲取由電磁波在混凝土中各種異質界面反射回來而產生的回波。雷達回波交替變化形成的波形，與公路橋梁混凝土發生病害以及產生裂縫后的狀況密切相關，卻存在解釋判讀較為困難的缺陷。紅外線熱像儀的工作原理是利用一臺紅外攝像機生成橋面溫度圖來檢測公路橋梁質量。這種溫度圖像可以顯示在太陽光照射下混凝土開裂部位對應橋面的“熱點”，該“熱點”是由于空氣稀薄的空腔如同絕熱體一樣，使其上的混凝土溫度上升過快而形成的。鑒于雷達與紅外線熱像儀施工檢測技術各自的優勢，可將兩種檢測技術相結合，應用于公路橋梁施工大多數病害類型的檢測。

3.2 無線電施工檢測技術

據有關文獻記載，美國曾研制開發了一款用于鋼橋疲勞損傷情況檢測的設備，它的主要原理是當橋梁結構及其構件出現裂縫時，裂縫的擴大會伴隨產生出一定的應力波，該設備能夠通過無線電網絡技術確定出應力波及其準確位置，進而確定出橋梁結構是否存在問題。此外，美國聯邦公路局也相繼研發出了一種新的路橋施工檢測技術AE，即聲發射施工檢測技術。目前已有不少國產的聲發射類設備被應用于公路橋梁施工檢測當中，并且取得了一定的成效。該技術主要是通過分析各種材料中內部裂紋的實際分布及發展狀況，來判斷橋梁結構的使用壽命。它的主要原理是利用聲波來判斷材料內部的缺陷，小波變換法便是在這一基礎上發展起來的，目前該方法已經廣泛應用于橋梁結構的無損檢測當中。

3.3 光纖傳感技術

目前，光纖傳感器已經在全世界范圍內獲得廣泛應用，它能夠準確測出100多種物理量，如溫度、壓力、電磁場、電流電壓、振動頻率、輻射以及位移等等。光纖傳感技術的工作原理是當光線受到拉壓時，使應變發生位置處的布里淵散射光產生相應的改變，并通過設備測量采集光纖溫度及布里淵頻移，獲取橋梁變形情況。利用“光損”檢測公路橋梁變形的大小，其精確度可達±0.02 mm;利用光脈沖反射傳輸時間確定橋梁變形位置，其誤差僅為±0.75 m。將以上兩種檢測手段結合使用，便可獲取公路橋梁整個長度內的變形量及其分布狀況。光纖傳感器可埋置于公路橋梁施工期間，從而實現對施工的自動化長期監控。

3.4 自感應施工檢測技術

感應施工檢測技術具備廣闊的應用前景，并以此基礎開發出來了多種多樣的傳感器，可以滿足橋梁各類物理量施工檢測需要。例如:加速計，主要用于測量、定位橋梁中鋼筋斷裂產生的應力波;位移傳感器，主要用于測量橋梁翼墻位移情況;小型感應裝置，可用于測量鋼筋銹蝕程度、混凝土氯離子含量以及混凝土導電率。這些檢測設備具備性能可靠、操作簡單、價格低廉等優點，可用于各類公路橋梁施工檢測之中。

4 結論

總而言之，公路橋梁施工檢測是一項較為系統且復雜的工作，由于影響路橋施工質量的因素較多，從而給檢測工作增添了一定的難度。為了確保公路橋梁的整體質量，要求檢測人員必須了解并掌握當前最先進的路橋檢測技術，并將之合理地應用到實際工程項目當中。只有這樣，才能進一步確保路橋工程的整體質量，進而發揮出其應有的價值和作用。

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