關于橋梁無損檢測技術的現(xiàn)狀與發(fā)展研究

■瞿柯飛，宋吉偉 ■貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550001

伴隨著社會經濟的高度發(fā)展，橋梁工程數量以及建設規(guī)模逐步擴大，人們愈發(fā)關注橋梁無損檢測技術。它是一種現(xiàn)代技術手段，它在橋梁安全、長期使用中發(fā)揮著決定性作用。近年來，橋梁工程事故的出現(xiàn)，更加突顯了無損檢測技術的在橋梁建設中的地位。因此，本文對于無損檢測技術的探究對橋梁工程建設具有深遠影響。

1 橋梁無損檢測技術概述

在科學技術日新月異的今天，橋梁技術高度發(fā)展，橋梁結構損傷評判工作對儀器的依賴程度越來越大。而無損檢測技術作為一種現(xiàn)代檢測技術，側重對宏觀力學性能和缺陷的檢測，這兩者與結構安全緊密相關，其在橋梁工程中的實際應用具體包含以下三種因素:其一，橋梁建設所需材料的特性;其二，檢測方法與儀器。近年來，無損檢測技術被廣泛地應用在橋梁檢測環(huán)節(jié)。橋梁包含多種組成材料，它是一個大型綜合系統(tǒng)，涵蓋多種結構組合，各個組成部分存在較大差別，因此，這大大增加了橋梁檢測難度，拓展了橋梁檢測范圍，如何科學劃分橋梁檢測項目已經成為檢測人員急需解決的基本問題。在此種背景下，專家學者紛紛進行了大量的研究，并提出一些新的分類標準;其三，適當選擇物理量，本文中的物理量可全面映射橋梁性能，同時，還應明確物理量內部關聯(lián)。

在橋梁損傷辨別過程中，我們應高度重視影響程度嚴重的損傷，并以此為切入點，可將橋梁損傷主要劃分成結構受力以及工程材料這兩種損傷類型。現(xiàn)階段，在橋梁工程建設中，鋼筋和混凝土為最基本也是最重要的結構材料。眾所周知，橋梁損傷程度和發(fā)展直接取決于橋梁自身特性和受力情況，從材料層面來說，具體體現(xiàn)在疲勞損傷以及鋼筋銹蝕這兩方面。

混凝土作為一種復合材料，它具有一定的復雜性。對于混凝土構件而言，在投入使用前期，早已存在裂縫，這是因為混凝土凝結與干縮共同作用才引起的。同樣在鋼筋中也存在相同缺陷，因冶煉過程中存在雜質，這不僅在微觀層面對鋼材連續(xù)性產生影響，還會引發(fā)鋼材銹蝕，這是電化腐蝕現(xiàn)象產生的根本原因。

從結構受力層面來說，在橋梁的使用過程中，需要經歷多個負載作用，其中最為頻繁的便是豎向負載作用，同時，還會忍受自然環(huán)境的影響，削弱橋梁構件性能，對結構受力產生損傷，出現(xiàn)裂縫。另外，因基礎沉降的作用，外加構件預應力損失的影響，導致應力重新分布，同時在結構環(huán)境等多種因素的影響下，損傷機理分析呈現(xiàn)多樣化以及微小化［1］。

2 無損檢測技術現(xiàn)狀

分析橋梁無損檢測技術發(fā)展進程可知，它與混凝土無損檢測技術緊密相連，其中前者經過多年發(fā)展，截止到目前為止，經歷了多個階段，從表面壓痕技術過渡到共振測量，再到超聲波脈沖檢測，使得混凝土工程檢測體系更加完善，并為混凝土無損檢測奠定了扎實的技術保障。在此背景下形成橋梁無損檢測，并不斷發(fā)展。在科學技術的促進下，橋梁無損檢測研究取得了理想的成績，研制出了多種先進技術，例如，紅外熱譜技術［2］。

在原有的橋梁檢測技術中，主要應用動靜載試驗以及目測，同時，還會應用其它檢測技術。對于靜載試驗一般被應用在橋梁撓度檢測以及應變能力測試過程中，輔以目測，進而實現(xiàn)綜合評判，確保評判結果準確、可靠。檢測橋梁裂紋時，液體滲透是應用最多的無損檢測技術，有時也會應用磁分子等方法;檢測鋼橋體積損傷程度時，主要通過X 射線攝像進行檢測，找到缺陷;在檢測混凝土橋時，整體結構以及局部構造分別采用不同的檢測技術，在整體結構檢測中一般應用負載試驗，并結合模態(tài)分析，在局部檢測中應用超聲波等多項技術。

另外，在當前橋梁檢測中所使用的無損檢測技術除上述幾種技術外，還包含較多其它檢測方法，例如，激光雷達檢測。它們被大面積應用在橋梁撓度、損傷程度等多項檢測工作中。然而，無損檢測技術在橋梁結構中的實際應用環(huán)節(jié)仍然存在不足之處，例如，X 射線檢測法不僅具有放射性危險，并對檢測空間提出了較高的要求，它并不適用于所有混凝土的檢測，僅僅適用于特定厚度的混凝土;還有超聲檢測可準確檢測鋼結構，但在向異性材料檢測中存在不足，檢測成本投入較多，檢測結果缺少真實性;紅外檢測法一般被應用在遠距離檢測診斷中，檢測效率較高，但檢測成本投入較多，還會對交通流量產生負面影響;局部檢測依賴人工搜索，雖然會浪費較多的時間和人力，且真實性差，但是，從整體層面上來說，人工檢測比較適用于中小規(guī)模的橋梁。

3 無損檢測技術發(fā)展研究

伴隨著技術進步以及研究力度的加大，無損檢測技術取得了一定成績，其中在振動測試數據方面的發(fā)展更加明顯。針對橋梁結構構建動力模型，同時，憑借振動測試數據來調整橋梁模型參數，進而更加形象、系統(tǒng)化地映射該項技術的具體的損傷辨別能力。在研究振動模型分析檢測技術的過程中，結構動力響應發(fā)揮著重要作用，它可評判橋梁橋梁整體情況。若橋梁結構自身特性發(fā)生改變，應利用結構振動模型充當研究權數量，并通過模態(tài)前后所對應的變化量圍繞橋梁結構損傷進行加權處理，這便于損傷辨別，還可促進結構單元損傷的準確定位。

分析無損檢測技術研究進展可知，由美國聯(lián)邦發(fā)起的無損檢測技術項目涵蓋多項現(xiàn)代技術，研究范圍更加廣泛，研究規(guī)模相對較大，具體包含以下五種無損檢測技術［3］。

3.1 橋面板檢測系統(tǒng)

該系統(tǒng)由地面滲透雷達以及熱成像系統(tǒng)等多個部分共同組成，其中地面滲透雷達主要通過脈沖雷達、信號加工和成像以及光柵技術，形成平面與立體橋面板內部圖像。

3.2 檢測與健康監(jiān)管系統(tǒng)

該系統(tǒng)憑借無線電完成全橋監(jiān)測工作，輔以GPS 技術來測量橋梁形變程度，并通過TRIP 鋼傳感器對橋梁進行監(jiān)測，判定其是否存在超載現(xiàn)象，它肩負監(jiān)測橋梁整體性能與監(jiān)控橋梁健康的重任［4］。

3.3 銹蝕測試與評判技術

該項技術包含多種系統(tǒng)以及多個技術，例如，磁漏探測技術。

3.4 疲勞裂縫測試與磁鐵判定方法

多種系統(tǒng)、多個設備以及傳感器等共同組成該系統(tǒng)，它主要應用在橋梁裂紋檢測環(huán)節(jié)。

3.5 振動檢測法

振動檢測主要包含強迫振動以及激光振動這兩種方法，旨在通過該項目的研究來更好地應用到橋梁下部結構判定、斜拉索索力測試和無損檢測工作中。

4 結語

無損檢測技術既可保障橋梁建設質量，還強調以人為本的現(xiàn)代發(fā)展理念，它在橋梁建設以及社會發(fā)展中發(fā)揮著深遠影響。無損檢測技術在新橋設計中占據著一定位置，它是一項綜合工程，我們應加大在無損檢測技術中的研究力度，將其有效滲透到橋梁檢測系統(tǒng)中，進而打造更多優(yōu)質橋梁工程，確保人們的安全出行以及社會的穩(wěn)定發(fā)展。

［1］牟云，韓彬.橋梁無損檢測技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.城市建設理論研究(電子版)，2013(16).

［2］羅華.道路橋梁無損檢測技術的應用分析［J］.城市建設理論研究(電子版)，2013(34).

［3］王計寶.橋梁無損檢測技術的現(xiàn)狀研究［J］.中國機械，2015，(1):114-115.

［4］譚松.道路橋梁無損檢測技術的應用探析［J］.建筑工程技術與設計，2014(29):439-439.