橋梁無損檢測技術改進及提高檢測效率方案探討

劉林林

（無錫市毅恒工程檢測有限公司，江蘇無錫，214400）

?

橋梁無損檢測技術改進及提高檢測效率方案探討

劉林林

（無錫市毅恒工程檢測有限公司，江蘇無錫，214400）

摘要：本文以某地橋梁樁基檢測工程實例進行分析，首先闡述了超聲波檢測基本原理；接著運用超聲檢測法在橋梁樁身質量檢測當中的具體步驟進行分析探討；最后就超聲波法檢測樁基技術的未來發展前景進行展望，以此為后續技術更新提供基礎依據。

關鍵詞：橋梁；超聲波檢測法；樁基；效率

引言

橋梁安全問題人命關天。我國交通運輸部要求地方各級交通運輸主管部門和公路管理機構高度重視橋梁安全工作，特別是在汛期等關鍵時刻。在2014年發布的《落實橋梁安全十項制度》中指出：要切實提高防范意識，按照“預防為主，防治結合”的原則，提前做好各項防災準備工作。

橋梁檢測就是保證橋梁運行安全的基礎方法，其中無損檢測的意義更加重大。本文通過對橋梁無損檢測技術改進措施進行分析，以此為提升檢測效率及實際運用提供理論支撐。

1　無損檢測方法及原理分析

就無損檢測方法而言，其主要有以下幾種[1-3]：其一射線檢測技術。該技術工作原理為運用γ射線及X射線，對被檢測部位予以穿透，然后將受到程度不同的吸收狀況下的射線，在膠片上予以透射，然后依據強弱狀況，就物體內部的缺陷狀況及厚度顯示出來，便可達到對橋梁缺陷檢出的目的。其二為磁粉檢測技術。該技術在工作原理上為運用鐵磁性材料，當其被磁化之后，在其內部就會形成一個十分強的磁場，且在磁力線密度方面也會呈現上百倍的擴大，如若物體基于結構等方面出現不連續性，則磁力線就會產生畸變，從而檢測出缺陷所在。其三為滲透檢測技術。該技術原理為將被檢測物體的表面涂上一次額帶有熒光物質或者是顏色的物質，并且涂上具有高度滲透能力的滲透液，基于濕潤作用及毛細管作用，便可找出缺陷所在。其四為超聲檢測技術。在樁內：首先將一些檢測管實施預埋操作，以此將其當做后續檢測通道；將接收探頭及發射探頭，以組合方式放置于聲測管當中，而后將清水諸如至管內，將其作為耦合劑。然后通過儀器當中的脈沖信號發生器，發出周期性電脈沖，并將其在相應發射換能器具體的壓電體上予以加裝，將其向超聲脈沖實施轉換，此脈沖信號就會對等待檢測的樁體混凝土予以穿過。最后接受換能器將最終信號進行接收操作，將其再向電信號給予轉換。利用測量系統，將超聲脈沖在具體的穿過混凝土，在花費的時間、頻譜、波形、脈沖主頻率以及接受波幅值等參數給與測出，而后在利用自帶的數據處理系統，判斷軟件為支撐，針對所接收到的信號參數，對其實施最終的分析和整理，然后做出最終判斷，也就是判斷混凝土各種內部缺陷具體的位置、大小及性質，并且在混凝土在具體的強度等級，以及在總體方面均勻性方面，得出相應評價指標。

樁基的檢測選擇超聲波檢測方法。

2　現場監測

2.1聲測管埋設及要求分析

聲測管實質為聲波透射法對橋梁樁基進行測量時，在徑向換能器重要通道，其在埋設數量方面，往往決定了檢測剖面的個數，與此同時，其還對檢測精度具有決定性：當埋設較多的聲測管，那么在兩兩組合之間所形成的相應檢測剖面往往表現較多，而針對樁身混凝土而言，聲波對其有效檢測范圍就會越發細致且越大，然而此操作在實際運用當中則需要在人力及物力方面較多耗費，且在成本方面也相應增加；盡管對聲測管數量進行減少，能夠對成本給與減小，但是在具體的聲波相應樁身有效檢測范圍方面也相應減少，甚至受到一定硬件條件限制，且在檢測的可靠性及精度方面也相應降低。就聲測管在具體的布置方式及埋設數量而言，起到決定作用的是樁的直徑及大小，依據聲波針對樁身混凝土，在有效檢測范圍方面所存在的具體數據，如若樁直徑區間數值D1000mm時，則可沿著樁直徑，布置2個聲測管；如若樁在直徑方面區間為1000mm＜D2000mm，則可沿著樁的四周方向，將3個聲測管予以布置；如若樁的直徑處于D＞2000時，則可依據四邊形布置方法，布置4個聲測管。見圖1所示。

圖1　聲測管布置圖

2.2數據處理及判斷

就樁身缺陷來講，其判定依據可綜合考量PSD判據、波幅臨界值及聲速臨界值。運用斜率法，可判斷樁身混凝土，在可能存在缺陷方面的可疑點。依據測線各個點，在具體的聲時所得出的測讀結果，將深度-聲時曲線進行繪制，然后將聲時臨界線予以給出，如若當聲時相比于該臨界線的測點，處于大于后者狀況，則可斷定為異常點。此外，運用聲時-深度曲線，在具體的相鄰測點方面，所存在的斜率K，以及相應相鄰2個聲時差值△t之間，將二者之間相乘，而最終所得出的結果，便可繪制h-K·△t(PSD判據)曲線。

在公式當中，ti－ti-1表示為相鄰兩測點之間所存在的聲時差，而di－di-1則表示為，相鄰兩測點之間所具有的深度差。依據曲線在突變位置，可能會出現的缺陷狀況，對油缺陷的部位進行初步判定。將波幅判據及聲速相結合，進行綜合性判斷。然后運用波幅-深度曲線、相應的臨界線及聲速-深度曲線，開展深入判斷，或者是利用聲速或者是波幅，如若其中之一相比于其臨界線的測點，出現低于后者狀況，則可降低斷定為異常點。當某測點當中，其中的一個或者多個聲學參數，通過檢測被確定存有異常數值時，則可將其劃定為存有缺陷的可能性；依據可疑測點所存在的分布狀況，還有經測定所得出的最終數值，對其實施綜合分析操作，然后判斷缺陷所存在的具體位置，以及對其所在范圍進行判斷。

3　工程實例

該工程被檢測的樁為K8+940處，且位于某橋梁樁基礎1號-3，該處樁的直徑數值為1.2m，并且相應樁底標高為-26m，其采用C20混凝土實施翻漿灌注，并且其在鋼管聲測管方面所采用的是圖b，即采用三角形布置方式，在相應A-B剖面位置上，其在具體剖面上，兩聲測管外壁，其在距離方面為80cm。其在換能器的選擇上，采用的是壓電陶瓷式徑向換能器，其長度為20cm。

通過基本分析檢測數據，初步判斷樁的質量；而后與聲幅、聲速及聲時方面不同的判斷方面相結合，然后綜合判斷樁身的質量。將聲幅當做相應判斷依據，可知樁身在相應各剖面方面都存在有不同程度的缺陷狀況，更甚者為個別部位存在有較為嚴重的缺陷，然而如若采用聲時與聲幅相結合方式作為判斷依據，可得出，大部分樁身均處于完好轉臺，而在A-B剖面方面相應0m ～3.2m區域處，則存在有相應缺陷，并且在部分測點位置上出現聲速偏小狀況，導致此種狀況的主要原因為，在檢測時，存在較短的混凝土齡期，此外，一些混凝土在強度值方面時下還沒有達到設計要求。如若將聲時、聲速及聲幅相應判據均作為判斷依據時：則可運用各種測定方法所得出的不同判據，將各個測點相應判據曲線予以得出，而當其與相關要求均滿足的狀況下，則正面該點在樁身質量方面較為完好；如若將聲幅作為主要判斷依據時，則可將判定出該測點存在相應缺陷，然后運用聲速以及聲時作為相應判據，然后便可得出該處無相應缺陷，此種狀況出現的原因歸結為，當將聲幅當做判斷依據時，在具體的判據方面則過于嚴格，易出現重判。當在判斷時，采用不同的判據，如若存有異常，便可斷定該處存有異常。然而，在判定檢測過程中，需要對初步判定實施重復檢測，并在進行綜合判斷及分析操作之后，方可最終確認結果。將上述分析進行綜合可知，整個莊主除了A-B剖面的0m～3.2m位置及樁頂出存在有相應缺陷之外，其與地方在質量方面均較好。依《規范》可知，該樁為二類樁。然后在現場通過實施鉆芯取樣后，分析取樣，可知上述判斷均為基本正確，因此，可證明此方面具有較好的實用性和可行性，在工程實踐中具有較好實用價值。

4　結論

伴隨當今工程技術水平的提升，樁基在工程當中也得到廣泛應用。而聲波透射法基樁檢測技術已經在大型灌注樁等工程當中廣泛應用。然而如何對樁基檢測數據及評價結果方面的可靠性及準確性予以提升，乃是當今工程界的重點攻關內容。當前針對評判基樁樁身完整性，通常運用頻率、波幅或波速之一的方法所得出的指標進行評判，或者是將其中的兩者之間進行組合來進行相應判斷，而對上述指標之間的綜合作用沒有較好考量，而造成評判結果出現誤差，如若結合工程實際，且同時改善相應數學模型，運用頻譜對聲學參數予以分析，并將其在混凝土缺陷及強度檢測中，予以運用，則可對檢測結果方面的精確性大大提升，實現誤判率減少的目的。

參考文獻

[1]秦嶺,歐陽華林,袁立宏,等.青銀高速公路濟南黃河大橋鋼結構無損檢測[J].橋梁檢測與加固,2008(1):10-11.

[2]楊忠,梁俊輝,張升彪,等.超聲成像法在橋梁預應力管道注漿質量檢測中的應用[J].公路工程,2012,37(5):168-171.

[3]張國杰.基于超聲法的橋梁預應力孔道注漿質量檢測方法研究[J].黑龍江交通科技,2014(8):148-149.

劉林林(1987-），2010年畢業于南京航空航天大學飛行器動力工程專業學士，現供職于無錫市毅恒工程檢測有限公司，助理工程師。研究方向：無損檢測應用。

Technology of Bridge Non Destructive Testing and Method of Improving Detection Efficiency

Linlin Liu
(Wuxi City YiHeng Engineering Testing Co.,Ltd.Jiangsu,Wuxi,214400,China)

Abstract:This article to somewhere bridge pile foundation inspection engineering instance is analyzed,first elaborates the basic principle of ultrasonic detection,and using the ultrasonic test on concrete steps of bridge pile quality test were discussed,finally the perspective of the future development of ultrasonic testing technology of pile foundation was discussed,which provides the basis for subsequent updated technique basis.

Key words:Bridge;Ultrasound;Pile foundation;Efficiency

作者簡介：

DOI:工業技術創新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.009

中圖分類號：U418.2

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8412(2016)01-644-03