地質雷達在橋梁檢測中的應用

高盼盼

（太原理工大學， 山西 太原 030001）

地質雷達在橋梁檢測中的應用

高盼盼

（太原理工大學， 山西 太原 030001）

本文針對地質雷達在橋梁檢測中的應用做出了綜述，首先提出了地質雷達的工作原理和橋梁檢測的意義，根據地質雷達的工作原理和橋梁檢測的意義，提出了地質雷達如何合理的應用在橋梁檢測中。其次，根據具體的應用試驗提出了地質雷達在檢測中的目的、應用試驗的工程概況、以及具體的檢測內容和方法。最后，通過具體的實施方法來證實地質雷達檢測方法的優點。

地質雷達；橋梁檢測；高頻電磁波

橋梁檢測是對橋梁的技術狀況、損傷的部位、嚴重程度和發展趨勢進行專業測量，明確橋梁的缺陷和損傷的主要原因。這樣可以分析和評估橋梁存在的缺陷和損傷，橋梁檢測不僅可以反映出影響橋梁質量的實際承載能力，還可以對橋梁維修進行加固設計，為橋梁提供可靠的技術數據支持。因此，在對橋梁進行檢測時，對橋梁養護維修與加固的工作是決定這一方案是否可行、是否正確的基礎。

1 地質雷達在橋梁檢測中的應用

1.1 地質雷達的工作原理

地質雷達是一種利用電磁波高頻波動技術去探測地下物體的電子設備，這種探測能力優于管線探測儀等使用普通電磁波的探測儀器。地質雷達通常用于考古、地下水污染、冰川、礦產勘探、地下管攬探測、鋼筋結構、水泥結構、公路地基和輔層等。地質雷達通過發射機發射天線，將發射中心頻率為1.25m至 1200m，電壓隨著時間有規律變化的時間寬度為0.1ns的脈沖電磁波訊號。當這一訊號在被探測的介質中遇到探測目標時，會產生一個反射的訊號。直達訊號與反射訊號通過發射機接收天線輸入到接收機，放大這一訊號后由示波器顯示出來。可以根據示波器所顯示的反射訊號，判斷出有無被測目標。根據反射訊號到達的時間以及目標物體平均反射波速，可以大致的推算出探測目標的距離。

1.2 橋梁檢測的意義

對橋梁進行定期的檢查，可以這樣建立與健全橋梁技術狀況的相關測評報告。通過相關的測評報告，形成一定的統計數據，可以分析出橋梁的健康狀況，及時發現橋梁的病害，從而可以為橋梁的維護加固設計提供重要的參考依據。并且將這一病害進行控制，抑制這一病害的發展。通過對橋梁進行定期的檢測，可以有效的防止安全隱患的發生，節約人們的生活財產，保護人們的財產安全，為人們的出行提供一份安全的保障。

1.3 地質雷達運用在橋梁檢測中

電磁波在介質中傳播時，實測雷達的發射和接收天線秘貼于橋梁混凝土的表層，雷達波通過發射的天線進入倒混凝土的初砌層。遇到鋼筋、混凝土、混凝土中間不連續面產生反射，接收天線收到反射訊號時測出反射波的入射，發射雙向波長。這樣就可以算出反射訊號走過的長度，從而求出天線距離反射訊號面的長度。壁紙雷達天線可沿著測線方向連續劃動，每個測點的時間曲線都可以匯集成時間拋面圖形，將多個測點匯集成的時間拋 面圖形，連接到各個測點接收到的同一反射訊號匯集成一定的圖象。這一圖像可以直觀的反映出各個不同的反射訊號的反射波長，就可以測出橋梁的病害點。

2 具體的應用實驗

2.1 檢測目的

按照城市的橋梁養護規范所規定的工作內容和技術要求，完成這次的橋梁結構檢測目的。根據目前橋梁狀況已知病害，查明產生的原因，提出相應的維修加固建議，并作為加固維修設計依據。查明橋梁損壞的基本情況，校對與核實既有橋梁資料，建立健全橋梁的健康檔案，為橋梁養護檔案管理工作的電子化、數據化提供可靠的基礎資料。分析出橋梁的安全隱患，對難以判斷橋梁的損壞程度和難以查明原因的橋梁構件，提出進一步檢測、監控的建議，以確保橋梁的安全。最后，通過橋梁的全面檢測和目測法下的觀測變形，分析出橋梁的伸縮縫、伸縮量的變化趨勢，判斷出對橋梁結構的影響，并提出相應的解決措施。

2.2 工程概況

魚洞長江大橋工程以長江為界，北面屬于大渡口區，以南隸屬巴南區，是連接兩區的重要通道。人群荷載為2.5kN/m，設計車速602.5km/h，北引橋處于R=600m的圓曲線和緩和曲線上。橋面縱坡0～2墩為-2.5%，2～12號墩為1.8%，坡點半徑為 70000m。上部結構橋梁跨徑組合為 40.04m+4×40m+40.08m+40.08m+4×40m+40.32m，共分為兩聯，0～6號墩為第一聯預應力連續箱梁，6～12號墩（12號墩為與主橋的交界墩）為第二聯預應力連續箱梁，下部結構采用重力式橋臺、花瓶式橋墩、鉆孔摩擦樁、盆式氯丁橡膠支座型號為GPZ（II）e縱+100（mm），縱向最大位移量為100mm。

2.3 檢測內容和方法

2.3.1 橋梁外觀檢測

橋梁外觀檢查主要是對橋梁的結構尺寸、橋梁的橋面系、橋梁的上部結構和下部結構的外觀進行全面檢測，掌握橋梁實際的工作狀態。

2.3.2 結構無損檢測

結構無損檢測主要是對橋梁結構的混凝土的強度、碳化深度及氯離子含量、鋼筋的分布、保護層厚度、銹蝕程度、橋梁的結構線形、橋面線形及結構線形、混凝土裂縫寬度缺陷程度、深度缺陷程度、空洞缺陷程度等的檢測。結構無損檢測主要采用回彈儀、超聲波儀、裂縫寬度儀、鋼筋掃描儀、鋼筋銹蝕儀、地質雷達、索力儀、全站儀、水準儀等檢測儀器設備對結構進行檢測。

2.3.3 橋梁變形觀測

主要針對本橋的既有建立的變形觀測網，對橋梁、橋墩、橋臺的平面進行豎向變位全面的復測，多次檢測后，將測量結果進行比較，判斷橋梁結構的平面及豎向的變形是否影響橋梁結構工作性能，并結合外觀檢測結果分析出橋梁結果產生變形的原因。

3 具體的實施方法

3.1 測線布置

檢測時沿著橋梁的橫面和斷面進行檢測。

3.2 雷達數據的處理

雷達數據的處理是依據壓制隨機的和規則的干擾波，以最大限度地提高雷達斷面的信號比，提取電磁波的各種參數，用這些參數來作為解釋不同介質的物理特征。基于波段頻率的不同，會產生出不同的改善應用于褶積技術，確定出反演濾波、最小濾波、最小平方濾波以及子波處理等。將這些數據作為數據元素重置一補償來自不同方向的反射訊號，將數據元素疊加在產生的空間畸變。

3.3 檢測結果與分析

此次對魚洞長江大橋橋梁外觀檢測、結構無損檢測，以及橋梁變形觀測分別進行了檢測。發現橋身的混凝土厚度約在50厘米左右，厚度較為均勻，極個別的地方出現了巖石突出的現象，混凝土厚度最薄的地方，大約在30厘米左右。二襯混凝土與噴射混凝土間出現了輕微的脫空，混凝土的上部與下部出現了不密實的現象和間斷不完延續的脫空現象。邊墻襯砌背后巖層有明顯的斜向節理，超洼地段較多，厚度大約在50厘米左右，邊墻噴射混凝土內鋼筋格柵明顯。

由于使用泵送混凝土大模板襯砌臺車施工工藝，混凝土缺陷很少，僅在個別處由于混凝土離析存在不密實情況。襯砌厚度較均勻，滿足了設計的要求。在后續處理中，應注意砂石料級配，優化配合比設計和控制混凝土坍落度。橋頂襯砌混凝土有個別地方存在脫空現象，可能與防水板拉緊有關，應注意防水板的尺寸與定位。

4 結語

橋梁有各種各樣的類型，對橋梁的檢測是一項既復雜，又需要細致耐心的工作。這不僅需要工作人員具有專業技術和豐富的實踐經驗，還需要能完全掌握利用地質雷達檢測儀的工作原理并加以利用。有效的結合工作人員的技術和地質雷達檢測儀的功能，采用有針對性的檢測方法做出最正確的檢測和評估，這樣不僅可以減少安全事故的發生，還可以保護人民的生命財產安全。

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[2]沙衛福.高頻地質雷達在橋梁檢測中的應用研究[J].工程與建設,2013(5).

[3]王國群,溫天宇.地質雷達檢測大型橋梁箱梁病害應用研究[J].公路交通科技:應用技術版,2010(7).

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1007-6344（2017）10-0043-01