道路橋梁工程中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

吳金凱

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

1 無損檢測技術(shù)概述

傳統(tǒng)道路橋梁檢測采用的方法屬于破壞性檢測，在道路橋梁上隨機(jī)選取一個位置進(jìn)行鉆孔取樣，將樣本帶回開展相應(yīng)的分析研究，得到具體的工程參數(shù)。這種方法雖然有效，但是存在很大的局限性，一方面，隨機(jī)取點的方式會遺漏其他地段，不僅不具代表性，而且難以保證檢測的全面性；另一方面，鉆孔取樣必然會對道路橋梁造成一定損傷，缺乏理性。與之相比，無損檢測技術(shù)能夠在不損害道路橋梁結(jié)構(gòu)與性能的基礎(chǔ)上，對其各種指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢測，結(jié)合檢測結(jié)果，判斷工程的性能和結(jié)構(gòu)特征。無損檢測技術(shù)是多學(xué)科相互結(jié)合而形成的一種全新的工程應(yīng)用技術(shù)，主要是借助聲、光、電等的特性，針對道路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入檢測，得到具體信息，判斷結(jié)構(gòu)是否存在隱患和損傷，是否能夠正常穩(wěn)定運行，也可以較為準(zhǔn)確地估算道路橋梁的使用壽命。

2 道路橋梁工程無損檢測流程

無損檢測主要用于與橋梁結(jié)構(gòu)安全有直接關(guān)系的宏觀力學(xué)性能與宏觀缺陷測試等方面，在道橋工程中的應(yīng)用與下述方面有十分密切的聯(lián)系：（1）橋梁自身材料與結(jié)構(gòu)上的特性；（2）對橋梁整體或局部性能予以反映的物理量的科學(xué)選取以及相互間函數(shù)關(guān)系的準(zhǔn)確把握；（3）改進(jìn)與更新檢測方法及儀器。與道橋工程無損檢測內(nèi)容、儀器設(shè)備、檢測原則以及安防等相適應(yīng)的無損檢測。

3 橋梁無損檢測實踐應(yīng)用

3.1 頻譜分析技術(shù)

頻譜分析技術(shù)，是指利用各種射線在檢測介質(zhì)中傳播速度不同而獲得的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成多種頻譜圖形，這項技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢是便于操作，數(shù)據(jù)獲得簡捷。通過對數(shù)據(jù)分析來斷定橋梁的具體狀況。利用這項技術(shù)時，也可以進(jìn)行接觸性檢測，將某種沖擊力瞬間作用于橋面之上，這樣可以獲得瑞雷薄面。作用橋面的沖擊點成為振源，圍繞振源形成不同頻率瑞雷薄面，如果在橋的不同位置裝置傳感器，便可以準(zhǔn)確檢測到波頻率，綜合分析相關(guān)數(shù)據(jù)，便可以對橋梁缺陷不足進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

3.2 無人機(jī)檢測技術(shù)

總結(jié)道路目前檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢。首先從手工測試開始到自動測試，從損傷測試開始到無損檢測，低速、低精度發(fā)展到高速、高精度的檢測技術(shù)。這足以說明我們的檢測技術(shù)在不斷地完善。在無損檢測技術(shù)出現(xiàn)之前，人工望遠(yuǎn)鏡是人們常用的典型代表。，但在人工望遠(yuǎn)鏡在道路檢測時候還有許多不足。比如說許多橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計中采用的都是大型的鋼框架使用的結(jié)構(gòu)，造型非常龐大。檢測的技術(shù)人員只能遠(yuǎn)遠(yuǎn)的在遠(yuǎn)處觀望，不能近距離的去觀察檢測道路的問題。除此之外，檢測技術(shù)人員也需要花費很多的腦力和體力去彌補(bǔ)這些的不足，非常勞累。因為人工望遠(yuǎn)鏡是必須由人進(jìn)行的，但是在檢測的過程中實檢測員卻忽略了許多曉得問題，這些問題是用肉眼觀察不到的。不過伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，檢測技術(shù)的不足也得到了不斷地完善。使用無人機(jī)探測技術(shù)的傳感器裝置可以優(yōu)化導(dǎo)航技術(shù)，并且可以讓無人機(jī)飛離橋梁地面。黑鋒無人機(jī)就是最好的例子。它是最小的無人機(jī)。并且檢測人員只需遙控手中的設(shè)備就可以拍攝橋塔底部和地面上的道路，總結(jié)道路目前出現(xiàn)的問題，針對具體問題具體分析。

3.3 超聲波檢測技術(shù)

超聲波屬于一種人耳無法聽到的高頻聲波，在其傳輸過程中滿足波的傳輸規(guī)律。將其應(yīng)用到道路橋梁無損檢測中，主要是在需要檢測的部位，利用專業(yè)儀器設(shè)備，發(fā)射超聲波，聲波會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳輸，然后被內(nèi)部的損傷或者縫隙反射，由接收設(shè)備接收和分析，依照反射波的狀態(tài)來對道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行判斷。可以在介質(zhì)中不同位置設(shè)置相應(yīng)的傳感器，對超聲波在一定距離內(nèi)傳播的時間進(jìn)行測量，結(jié)合時間、速度和位移的相互關(guān)系來對波速進(jìn)行計算，對照不同介質(zhì)中超聲波的正常傳播速度，就能夠?qū)Σ牧系目箟簭?qiáng)度抗折強(qiáng)度以及彈性模量等進(jìn)行測定，也可以幫助檢測人員找出材料或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部可能存在的缺陷。超聲波檢測技術(shù)在實際應(yīng)用中可能會出現(xiàn)誤差，例如，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)部有水或者空氣，可能會對超聲波的傳輸產(chǎn)生影響，導(dǎo)致檢測結(jié)果偏差，而且其雖然可以快速找到路基或者橋體中的縫隙，但是在其他檢測項目存在很多不足，需要技術(shù)人員做好進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。

4 無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用實例

某路橋全長15．683Km，按照一級公路的設(shè)計要求設(shè)計而成。橋上部對跨徑組合預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板予以采用，數(shù)量為15片，以先張法施工的先簡支后橋面連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土寬幅式結(jié)構(gòu)為主，預(yù)制板與鉸縫全部使用C40混凝土，鋼絞線則使用φj15．24鋼絞線，非預(yù)應(yīng)力鋼筋為II和I鋼筋。在橋下部，橋墩基礎(chǔ)為單側(cè)雙柱墩與鉆孔灌注樁，柱石橋臺，基礎(chǔ)亦為鉆孔灌注樁。檢測工作選取具有普遍病害代表性的第5跨預(yù)應(yīng)力空心板進(jìn)行檢測。

4.1 檢測內(nèi)容與結(jié)果

其一，橋梁外觀，主要檢查橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)狀態(tài)，重點觀察混凝土空洞、結(jié)合面分層以及裂縫等問題，對問題數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計；其二，橋梁混凝土內(nèi)部缺損無損檢測，有內(nèi)部空洞檢測、裂縫檢測與鋼筋銹蝕檢測。

4.2 評估結(jié)果

按照以上檢測結(jié)果，與道路橋梁缺損評估標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)相結(jié)合，可進(jìn)行檢測值對應(yīng)隸屬度的計算，最終得到底層指標(biāo)模糊評估向量。根據(jù)這一向量，可進(jìn)行構(gòu)件缺損評估。經(jīng)最終計算，第5跨預(yù)應(yīng)力空心板的評估結(jié)果為B機(jī)，內(nèi)部缺損狀態(tài)較好。

5 結(jié)語

綜上所述，道路工程建設(shè)的完美會對進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和旅游需求起到大大的促進(jìn)，在這兩方面，對我國都是具有重大意義的。在道路工程的實施中，我們應(yīng)考慮合理的經(jīng)濟(jì)成本、合格的材料質(zhì)量、科學(xué)合理的施工耐久性和后續(xù)養(yǎng)護(hù)等因素，進(jìn)行施工方案的設(shè)計和優(yōu)化。檢測出不符合標(biāo)準(zhǔn)的道路，針對具體問題具體分析，改善我國目前道路工程的不足。項目實施前很好。努力提高注意力水平具有重要的實用價值。