無損測技術在橋梁工程中的應用與質量控制

楊達理

(廣東省公路工程質量監測中心，廣東 廣州 510500)

1 道路橋梁無損檢測技術及其應用優勢

1.1 無損檢測技術概述

社會經濟發展推動了城市的交通發展，道路橋梁作為城市交通的重要組成部分，其質量安全對于交通安全和運輸效率具有較大影響。隨著相關道路橋梁技術的不斷開發和創新，目前，在進行道路橋梁工程的質量和安全檢測中，無損檢測技術得到了一定的應用，這一技術是建立在宏觀缺陷以及力學基礎上的，該技術能夠在保障道路橋梁的安全質量前提下，實施對于道路橋梁的質量檢測。

1.2 無損檢測技術在道路橋梁工程質量檢測中的應用優勢

道路橋梁在交通運行中作用重大，其質量安全更是關系到相關工程使用的效益以及社會影響，因此，要保證相應工程的質量可靠性，把握有效道路橋梁的壽命，需要對于道路橋梁進行質量檢測，無損檢測技術就是解決道路橋梁建設中的質量檢測問題的有效技術手段。無損檢測技術目前的應用比較廣泛，屬于新興的工程技術，現主要的無損檢測主要是通過光、電、磁以及聲波等特性應用，在不損害被測物的情況下，對于被測物的質量、壽命、損壞程度等進行檢測和分析，通過對于具體的被測物的缺陷部位、大小以及程度等進行判斷，以滿足相關道路橋梁質量檢測管理部門對于道路橋梁的質量管理需要，為他們開展相關的工作奠定有效基礎。傳統的檢測技術應用耗時長、整體檢測成本也比較高，還會造成對于道路橋梁的損害，而無損檢測技術應用，能夠保證道路橋梁完好無損，提升效率，降低成本，在檢測中應用先進的光電磁學技術，準確分析道路橋梁相應部位的問題，對癥下藥，提升道路橋梁工程檢測效益。

2 道路橋梁無損檢測技術的具體應用

2.1 頻譜分析技術

在道路橋梁的無損檢測技術應用中，頻譜分析技術是重要的組成部分，這一技術主要是借助不同的傳輸介質來進行信號傳輸的，按照表面波頻率的不同，就能夠對于被檢測對象性質進行分析和判斷，從而獲得相應的分析結果，對于橋梁的具體情況來進行判斷，例如，根據分析對于道路橋梁的表面施加瞬間垂直沖擊力，就能夠獲取相應的瑞雷波面，相應的波面以振源為中心，就會產生不同的頻率，這時，相應的頻譜分析就可以使用錘擊行為，在不同部位施加，就能夠獲得多個位置的瑞雷波面，操作者可以通過將傳感器設置在橋梁的相應部位，對于瑞雷的相關波頻率進行有效收集，從而把握相應的介質力學參數，為道路橋梁的分析提供數據參考和依據。

2.2 圖像技術應用

這一技術主要可以劃分為激光全息圖像以及紅外成像圖像兩種。其中，第一種主要是依靠相應的攝像儀器的使用，對于道路橋梁工程項目的具體缺陷類型以及實際的缺陷部位進行定位判斷，另一種圖像技術主要是建立在一切物質基礎之上的，包含了分子組成原理應用，因為相應的道路橋梁所處的環境是有一定差異的，所以會釋放相應的熱量，這是因為物質架構的差異性比較明顯，會出現不同的熱量釋放，這時借助相應的儀器設備的應用，就能夠對于物體的溫度分布來進行分析。

2.3 超聲波檢測技術

這一檢測技術在很多領域中都有應用，這種聲波人耳是無法接收的，具體的頻率傳播和波傳輸定量一致。這一檢測技術主要是應用超聲波的發射，借助聲波接收器來完成數據的接收，獲得相應的參數指標等，這樣就能實現對于相應道路橋梁工程部位結構的具體情況分析。在實際的應用中，必須要在介質相應部位中設置傳感器，再進行超聲波的傳輸時間測量，對于相應的傳輸速度、時間以及位移路線情況進行分析，測量道路橋梁的抗折、抗壓性能。

2.4 激光技術

在進行道路橋梁的檢測過程中，激光技術應用也比較普遍，這一技術對于道路橋梁的具體路面情況能夠很好的分析，借助廣電反射以及衍射原理，在進行機關傳輸中，對于相應的圖像獲取，形成有效的數據信息，為具體的橋梁質量情況提供依據。

3 道路橋梁無損檢測機器人開發應用現狀

目前，道路橋梁無損檢測機器人在道路橋梁無損檢測中已經實現了大范圍的測試和應用，進氣，地區市市政工程管理處啟用了一套道路綜合檢測系統，用于監測道路地下空洞、提前處置道路塌陷等隱患。據悉，該系統以機動車輛為承載平臺，以多通道超寬帶探地雷達技術為核心，融合高清圖像和視頻系統，輔以GPS和里程定位技術，可提供道路面層結構層厚度、表面裂縫、混凝土層脫空、路基空洞、路面平整度、構造深度、車轍等檢測結果，為道路數字化管理提供完善的解決方案。為防止城市道路空洞塌陷等次生災害出現，市市政工程管理處在加強設施日常巡視和監管的同時，通過道路雷達探測“掃一掃”，避免或減少道路空洞造成交通安全隱患。“目前，已完成相應市區路段的地下空洞檢測，發現了30多處疑似點。這一無損檢測技術應用對于提升整體路橋檢測效率和質量具有重要作用，案例證明，這一技術設備應用對對疑似點逐一驗證處置，并對空洞進行修復，應用成效比較理想。

目前，很多無損檢測技術主要依靠人工分析和識別，還沒有形成機械化的處理方式。由于檢測人員的經驗不同，常會發生誤判和錯判等問題，準確性及工作效率均較低。例如，上海圭目機器人有限公司基于以上背景推出了道面檢測機器人，它集成了多種無損檢測傳感器。其中沖擊回波儀、超聲波儀、探地雷達等設備用于監測路面內部橫向裂紋、路面以下的地質情況及路面內部惡化情況。高清相機則用來拍攝道路路面圖像，檢測并繪制道路路面的裂縫。無損檢測傳感器采集到的道路內部數據和相機采集到的道路路面圖像，會傳遞至后臺進行分析。該技術設備通過道路檢測數據分析處理算法，對采集到的數據進行預處理后實施自動缺陷識別。然后將表觀缺陷和結構缺陷進行融合分析，根據行業標準對道面的病害程度進行判定，并以熱點圖的方式將檢測結果呈現給用戶。目前這一無損檢測設備在道路橋梁中的應用越來越普遍，對于切實提升整體的道路橋梁檢測工作效率具有突出作用。

4 總 結

相對于傳統道路橋梁的檢測技術來說，無損檢測技術應用優勢突出，在道路橋梁檢測中應用這一技術對于切實提升檢測工作效率和質量具有重要意義。目前這一無損檢測技術到相關道路橋梁中已經實現了部分應用，隨著相關技術的進一步發展，未來這一技術將會在更多領域實現應用。