淺析道路橋梁檢測技術

李 響

鞍山市建設工程質量檢測中心

淺析道路橋梁檢測技術

李 響

鞍山市建設工程質量檢測中心

道路橋梁是國家經濟文化發展的命脈，發揮著重要的作用，為了適應我國高速發展，我國的道路橋梁進入大規模建設的時代，伴隨而來的質量問題引起了社會廣泛關注，作為道路橋梁的質量安全的保障的道路橋梁檢測技術顯的尤為重要，新的檢測技術的出現對我國的道路橋梁事業的發展起到促進作用。

道路橋梁；橋梁檢測技術；綜述

經濟高速發展的需求帶動道路橋梁的進入了大規模建設期，但是，交通運輸業的高速發展與相關基礎設施建設相對落后之間的矛盾越來越突出，有相當一部分處于超期服役的狀態，人為損壞、老化以及承載力下降等現象十分突出，嚴重制約與威脅著交通事業的發展與人民群眾的生命財產安全。采用高效的檢測技術能夠讓技術人員準確了解道路橋梁的各項性能參數，有利于及時采用相關措施。

一、超聲檢測技術

科學技術的發展使得超聲檢測儀器從最初笨重的電子管單示波顯示型轉變為現在的半導體集成化、數字化甚至智能化的輕便儀器。同時，測量參數也更加多元化，從當初的單一聲速參數檢測發展為現在的聲速、波幅以及頻率等多參數檢測；其檢測效果也有了質的飛躍，從最早的定性檢測發展為現在的定量檢測。

在進行道路橋梁檢測時，超聲波能夠穿透混凝土結構并在其中傳播較遠的距離，并且使用安全，操作簡便。使用超聲儀器最為常用的方法就是穿透測法，但是利用該方法進行檢測時要求兩個相對測試面。因此，這限制了超聲檢測的應用范圍，例如，超聲檢測技術不適用于隧道中的襯砌、噴射混凝土等結構或者在墻體、路面、跑道、護坡、護坦以及底板等方面。同時需要注意的是，因為是聲波穿透檢測，其缺陷信號的有效捕捉始終是制約其發展的瓶頸問題。因此，在對于道路橋梁進行檢測的過程中，我們通常采用比較多測點測試數據的方式，利用統計概率對數據進行處理，并對缺陷情況進行評估。

二、地質雷達檢測技術

地質雷達（又稱探地雷達，Ground Penetrating Radar，簡稱GPR）檢測技術是一種高精度、連續無損、經濟快速、圖像直觀的高科技檢測技術。它是通過地質雷達向物體內部發射高頻電磁波并接收相應的反射波來判斷物體內部異常情況。作為目前精度較高的一種物理探測技術，地質雷達檢測技術已廣泛應用于工程地質、巖土工程、地基工程、道路橋梁、文物考古、混凝土結構探傷等領域。

地質雷達儀器的構成部分主要包括：控制單元、控制中心（通常是筆記本電腦）、發射天線以及接收天線。探地雷達的工作流程為：①檢測人員利用筆記本電腦能夠對控制單元發出各種指令；②控制單元在接收到指令之后，可以同時向發射天線與接收天線發出觸發信號；③在發射天線觸發之后，它能夠向地面發射高頻脈沖電磁波（通常其頻率在幾十至幾千兆赫之間）；④電磁波在向下傳播的過程中會遇到不同電性的目標和界面等，或者當被探位置局域介質不均勻體的時候，部分電磁波便可以被反射回地面，并由接收天線進行接收，接收到的信號會以數據的形式被輸送到控制單元，并最終傳回到筆記本電腦，以圖像的方式顯示出來。⑤通過對圖像進行處理與分析，就可以了解地下介質的具體分布情況，檢測目的便也達到了。

三、聲發射法檢測技術

聲發射法的具體原理是，由于材料內部微觀構造不均勻或者存在性質不同的缺陷，局部的應力集中會致使應力分布的不穩定；材料的塑性變形、產生裂縫、裂縫擴展、失穩斷裂等一系列過程能夠有效完成不穩定高能狀態向穩定的低能狀態的轉化；在整個應力松弛釋放的過程中，所釋放的部分應變能將會以應力波的形式想四周發射，我們稱之為聲發射。

以道路橋梁中的混凝土結構為例，它在荷載作用下會產生變形。當這種變形超過設計要求，混凝土結構便會出現裂縫，并通過彈性波的形式釋放出應變能（例聲能、熱能或者光能等）。在對其進行測試的時候，我們可以將聲發射感應器放置在待檢測部位，通過確定不同位置收到聲音的時間差，我們可以明確發生源（即裂縫部位）的具體位置。通過此種措施，我們可以比較詳細、準確地了解道路橋梁的內部變化。同時，分析與研究發聲位置之后，裂縫的大小、種類、開裂速度、最大荷變應力都可以得到比較詳細地認識。

但是其最大的缺點是進行檢測非常容易受各種噪聲的影響，進而導致檢測精度的幅度下降；然而，該檢測方式是利用道路橋梁自身的內部缺陷，因而可以實現連續的動態檢測。總體來說，聲發射檢測技術已經應用較少。

四、沖擊回波法檢測技術

我國南京水利科學研究院在20世紀80年代末研制成功IES沖擊反射系統，并在大型模擬試驗板及工程實測實踐中取得了成功，使沖擊回波法在我國進入實用階段。沖擊回波法的測試原理是儀器通過機械沖擊器向物體表面發送短周期應力脈沖波，其中壓縮波（P波）在物體內傳播過程中，當遇到內部缺陷（如裂縫寬度＞0.03mm）時，波便不能穿透而產生反射，遇到表面邊界時也會發生反射，一旦波速確定，且選擇正確的沖擊器，就可通過單面測試準確地測得裂縫等缺陷的位置和深度，當構件不存在缺陷時則可測得其厚度。

沖擊回波法通常為單面反射測試，因此它的測試比較方便和快速，測試結果也比較直觀。此方法可以實現“測一點判斷一點”，因此曾經廣泛地應用于測定道路橋梁的瀝青混凝土或者混凝土結構的內部缺陷，但是這種方法由于是單點檢測，其檢測結果往往不全面，因此實際應用也比較少。

五、紅外熱像檢測技術

紅外熱像檢測技術是指運用紅外熱像儀探測物體各部分輻射出的紅外線能量，根據物體表面的溫度場分布狀況所形成的熱像圖，直觀地顯示材料、結構物及其結合上存在的不連續缺陷的檢測技術。它是非接觸的無損檢測技術，即在技術上可作上下、左右對被測物非接觸的連續掃測，因此也稱紅外掃描測試技術。

紅外熱像檢測技術具有以下優點：①在理論上，其探測器焦距為20cm至無窮遠，所以特別適合具有非接觸和廣視域等特點的大面積無損檢測；②該探測器只對紅外線響應，因此只要道路橋梁高于絕對零度（顯然會高于絕對零度），紅外線熱像監測技術便可以工作，白天和晚上均可；③當前紅外熱像儀的溫度分辨率已經高達0.1℃，因此檢測精度有技術保證；④紅外熱像儀的可測溫度范圍在-50℃-2000℃之間，具有非常廣闊的探測空間；⑤攝像速度在1幀每秒至30幀每秒之間，靜態的常規檢測和動態的跟蹤探測都適用，檢測模式的選擇更加靈活。

總而言之，橋梁檢測是一個多學科交叉的系統工作，需要各個環節都做好才 能達到一個最優的效果。為了保證橋梁的安全運營，必須經常對橋梁結構進行檢測，橋梁結構檢測已成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術手段。

［1］盧彭真等.無損檢測技術在道路橋梁中的應用與發展［J］.公路交通技術.2004 （12）.

［2］余志雄.地質雷達數字處理技術研究及地質雷達技術在水電工程中的應用［D］.武漢大學碩士論文，2003，（6）