淺析混凝土橋梁內部缺損無損檢測技術及評定標準

王濤濤

摘 要：隨著國家的發展與橋梁構件的集體工廠化生產，混凝土橋梁的數量也越來越多，而在大興土木的背后，不可避免地存在著結構內部的缺損，為了更加高效地完成橋梁施工，使橋梁投入使用后能堅實耐用，對橋梁進行定期的無損檢測就成了非常重要的事情。

關鍵詞：混凝土橋梁 內部缺損 橋梁無損檢測

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0075-02

對于橋梁建設來說，橋梁的穩定性一直是重中之重，而隨著使用時間的增加，橋梁磨損的程度也隨之增加，橋梁內部存在的缺損也漸漸顯現出來，嚴重影響了橋梁的安全與使用，因此在不影響橋梁使用的情況下，對混凝土橋梁進行內部無損檢測就非常有必要[1]。

1 混凝土橋梁概述

混凝土橋梁一般指預應力混凝土橋，是以預應力混凝土作為上部結構的主要建筑材料的橋梁，由于使用預應力施工，使得各結構接頭安全可靠，同時節省鋼材，降低了施工成本，但自重比鋼筋混凝土橋大，施工工藝略復雜且工期較長是混凝土橋梁的普遍缺點，但隨著技術的發展，這些問題也在不斷地克服。

2 橋梁內部缺損無損檢測技術

對于橋梁的無損檢測多以局部檢測為主，早期橋梁內部的缺損無損檢測技術一般有9種方法，分別是：表觀檢測、著色探傷、聲發射、電位差法、超聲脈沖、探底雷達、沖擊回波、紅外熱像和透析成像，而隨著科學技術的發展，近年來GPS技術、光纖傳感技術、智能傳感器技術、信息融合技術等新的檢測技術得到了廣泛應用，可以說，橋梁內部無損檢測已經發展得非常成熟，而在未來，各種技術的革新也必將推動檢測技術的進一步變革，促使橋梁檢測技術的進一步發展[2]。

3 早期橋梁檢測技術與弊端

早期的橋梁檢測一般分為上述的9種，這里進行具體介紹：（1）表觀檢測。早期的橋梁檢測技術主要依靠的是動靜載荷試驗與在現場進行的表觀檢測，表觀檢測即檢測人員對橋梁外在的狀態進行的調查，包括橋梁混凝土體的老化、脫落、磨損等缺損的檢測，這種檢測方式是最常見的檢測方法，能夠非常直觀地表現出橋梁的狀態，同時對于人員與技術也沒有特殊要求，經濟性強，但同樣的，這種檢測由于由檢測人員實地檢測，檢測人員的主觀性就影響著檢測結果，而且效率低、費時，對橋梁內部的缺損無法準確觀察；（2）著色探傷技術。著色探傷是將溶有彩色顏料的滲透劑摻入橋梁表面的細小裂縫中，而后涂抹吸附劑，使裂縫中的彩色染料滲至橋梁表面，從而根據染料的紋路判斷橋梁內部磨損的情況，這種技術操作簡單，且無需大型設備支持，經濟實惠，但技術精度低，且需要對橋梁表面進行預先處理，效率較低；（3）電位差法技術。電位差法即通過物質的電化學性進行的分析，主要應用于檢測混凝土橋梁鋼筋等金屬構件的銹蝕與裂縫深度，具有檢測便利，可以對水下橋梁基礎進行檢測等特點，但檢測精度低，需要對表面進行預先處理并且只適用于發現橋梁裂縫后進行的檢測；（4）聲發射技術。聲發射技術是運用儀器通過對聲發射源在結構中釋放出的彈性波進行檢測分析，從而獲取結構內部缺損的情況，具有實時監測、效率高、檢測速度快等特點，但對檢測周圍環境噪聲影響大、信息讀取難度高；（5）超聲脈沖技術。超聲脈沖技術是依靠超聲波在傳播的過程中發生的反射、擴散以及能力衰減等情況，判斷橋梁內部結構的情況以及混凝土強度等工程信息，這種技術可對橋梁進行多次反復檢測，且經濟性好，但專業性強，需要專業人士進行操作，且不能對橋梁內部情況進行準確判斷；（6）探地雷達技術。探地雷達又稱透地雷達，是用無線電波來確定橋梁內部結構分布的一種無損探測方法，可以對橋梁內部的空洞、混凝土中的裂縫以及鋼筋結構骨架進行檢測，具有測量速度快、檢測高效、結果準確且不受地域環境影響等特點，但檢測過程專業性強，不易判斷，有時需要與其他輔助測試結合且容易受橋梁內部結構影響；（7）沖擊回波技術。沖擊回波法是目前常見的對混凝土進行無損檢測的方法，主要運用超聲波、沖擊混凝土構件從而在結構內部產生應力波，應力波會在結構內部尤其是缺損裂紋部分進行反射與擴散，通過對反應回來的應力波進行檢測，可以有效檢測出橋梁混凝土中存在的缺陷，且檢測方便，不受混凝土中鋼筋骨架等構件的影響，經濟實惠，但對于大型橋梁來說，檢測次數多，需要多點多次測量，且不同頻率對檢測結果有一定影響，對數據的統計與計算有一定要求；（8）紅外熱像技術。紅外熱像技術是采用紅外熱像儀對橋梁構件各部分進行紅外線輻射，根據不同結構產生的不同溫度和分布情況進行分析，進而判斷橋梁中各結構是否存在內部缺陷，這種探測方法精度高、可對大型橋梁進行大面積檢測，檢測效率高、省時，且對天氣無特殊要求，可全天候多時段進行檢測，但由于熱傳導的原因，對于檢測對象厚度有一定要求，對于過厚的橋梁結構來說，定位缺陷點較困難，且受周圍環境的干擾；（9）透析成像技術。透析成像技術是通過計算機的處理，對儀器測量出的數據進行二維圖像分析，繪制出直觀立體的橋梁結構，準確檢測出橋梁內部存在的缺損問題，具有透視程度高、測量結果直觀、檢測過程簡單、穩定性高、檢測準確等特點，但對于操作成本較高，且對射線的防護措施存在缺陷和不足，無法有效防護。

這是早期橋梁檢測中常用的幾種常規的檢測方法，通過綜合運用這些檢測方法可以有效檢測出橋梁內部結構存在的問題，但無法全面反映出橋梁的具體狀態，而隨著科學技術日新月異，對橋梁無損檢測有了新的發展，近年來研發出了一批新的檢測方法技術和手段[4-5]。

4 近年橋梁無損檢測技術

隨著科技發展，橋梁檢測技術也在不斷更新，近年來以GPS技術、光纖傳感技術、智能傳感器技術、信息融合技術等為代表的新型測量技術得到了廣泛應用，也加快了橋梁無損檢測的步伐。（1）GPS檢測技術，全球定位系統，是通過在太空部署衛星從而對地面情況的新型定位技術，近年來也應用在橋梁檢測中，這種技術可以有效檢測出橋梁內部存在的各種問題，準確、高效，但檢測成本高；（2）光纖傳感技術，伴隨著通信技術的發展，光纖傳感技術已經成為衡量一個國家信息化程度的重要標準，現今社會上的傳感技術已不下百種，在橋梁檢測中可以快速檢測出橋梁中混凝土的裂紋和結構構件的內部情況，但同時，光纖傳感技術也受檢測周圍環境震動的干擾；（3）智能傳感器技術，智能傳感器是一直具有信息處理功能的設備，在橋梁檢測中可以系統高效地傳遞出橋梁結構的情況，并進行自動分析，節省時間的同時節約成本，但對傳感技術有較高要求；（4）信息融合技術，又稱數據融合，是對于單個信息源獲取的多個數據進行分析融合，進而獲得精確數據的方法，是橋梁檢測中通過各數據的收集與融合精準地檢測橋梁，但對數據的收集量有一定的要求[6]。

5 結語

隨著時代的進步，對于混凝土橋梁內部無損檢測的技術也不斷增強，現今的檢測技術已經能夠基本滿足在檢測的同時兼顧使用的要求，而隨著智能化、系統化的普及，在結合了過往的技術與經驗后，無損檢測技術一定會更加完善。

參考文獻

[1] 郝保紅，曾丁，曾琪卉，等.混凝土鋼筋在不同銹蝕狀態下的力學性能退化規律[J].太原理工大學學報，2014，45（6）：750-753，768.

[2] 孫伊圣.基于雙電極電位的橋梁內部配筋銹蝕度瞬變電磁成像無損量化檢測試驗[D].重慶交通大學，2013.

[3] 程俊.基于電磁脈沖渦流的橋梁內部鋼筋銹蝕度檢測試驗研究[D].重慶交通大學，2015.

[4] 陳翔.提升混凝土橋梁耐久性能研究[D].北京交通大學，2010.

[5] 周長勇.橋梁基樁內部缺陷檢測方法比較[J].低碳世界，2016，（15）：191-192.

[6] 朱俊.橋梁基樁內部缺陷檢測方法對比研究[D].西南交通大學，2010.