超聲回彈法在檢測(cè)橋梁中的技術(shù)應(yīng)用研究

馮 耀

（四川公路工程咨詢監(jiān)理有限公司， 四川 成都 610000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平的提升，群眾對(duì)橋梁的使用頻次也在不斷提升，但是基于國(guó)內(nèi)橋梁的建設(shè)時(shí)間比較早，所以在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中很容易出現(xiàn)橋梁老化問(wèn)題。所以要想對(duì)橋梁安全性提供穩(wěn)定保障，保證橋梁應(yīng)用的穩(wěn)定性，就應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)橋梁檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)對(duì)橋梁技術(shù)的應(yīng)用都呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)，甚至呈現(xiàn)出新興檢驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)。在眾多先進(jìn)技術(shù)中，超聲回彈法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為顯著，為此，本文就將對(duì)橋梁檢測(cè)中超聲回彈法的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 超聲回彈法在混凝土強(qiáng)度測(cè)試中的技術(shù)原理

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平穩(wěn)定發(fā)展背景下，我國(guó)檢測(cè)技術(shù)也逐漸發(fā)展為無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)趨勢(shì)，這一技術(shù)的主要方式主要包含了超聲回彈法、紅外檢測(cè)法和脈沖雷達(dá)法等等。和傳統(tǒng)檢測(cè)方式相比，這些技術(shù)的應(yīng)用都能對(duì)橋梁外觀和位置構(gòu)成進(jìn)行準(zhǔn)確觀測(cè)，并對(duì)橋梁的關(guān)鍵位置和施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行損傷程度鑒定[1]。超聲回彈儀和回彈儀的應(yīng)用是超聲回彈法的主要技術(shù)支撐，測(cè)量工作的開(kāi)展就是針對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土和不同測(cè)量區(qū)域進(jìn)行回彈值測(cè)量。所以這項(xiàng)工作的開(kāi)展往往需要借助試驗(yàn)方法，在混凝土強(qiáng)度和回彈值對(duì)應(yīng)關(guān)系的構(gòu)建過(guò)程中，進(jìn)行數(shù)學(xué)模型分析，這也能幫助工作人員更準(zhǔn)確的進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度的提升。

回彈檢測(cè)技術(shù)也是這項(xiàng)工作中不可忽視的重要組成環(huán)節(jié)，一般結(jié)構(gòu)或是構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)可以從以下方面著手，首先，單個(gè)檢測(cè)技術(shù)一般應(yīng)用于構(gòu)件或是單個(gè)結(jié)構(gòu)檢測(cè)。其次，批量檢測(cè)更適合應(yīng)用在相同工藝生產(chǎn)的背景下，由于混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同，原料、工藝技術(shù)和養(yǎng)護(hù)條件存在較強(qiáng)相似性，所以對(duì)這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，抽檢的數(shù)量不能少于同批次總數(shù)量的百分之三十。在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抽檢環(huán)節(jié)中，工作人員應(yīng)該始終堅(jiān)持隨機(jī)抽取的原則，只有這樣抽檢的材料才能發(fā)揮顯著代表性特點(diǎn)[2]。

這項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用可以為工作人員反映出更為準(zhǔn)確的回彈數(shù)值，在力學(xué)特點(diǎn)的作用下，對(duì)超聲波傳播速度進(jìn)行分析，只有這樣才能通過(guò)對(duì)內(nèi)部質(zhì)量情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析，最終幫助工作人員準(zhǔn)確掌握橋梁實(shí)際情況。對(duì)超聲回彈法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于能對(duì)混凝土表面情況進(jìn)行直觀反映，同時(shí)還能幫助工作人員對(duì)內(nèi)部情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析，在技術(shù)作用下對(duì)橋梁中混凝土強(qiáng)度進(jìn)行直觀反映。但是我們也應(yīng)該對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的不足之處進(jìn)行掌握，比如檢測(cè)精度也是當(dāng)前最需要關(guān)心的問(wèn)題，所以在精度測(cè)量過(guò)程中也要不斷發(fā)展和優(yōu)化。

2 超聲回彈法在檢測(cè)過(guò)程中的應(yīng)用

2.1 研究對(duì)象

本文研究的項(xiàng)目為某地區(qū)在1988年建成通車的水泥混凝土橋梁，該橋梁整體長(zhǎng)度為700米。某部門(mén)于2017年對(duì)大橋進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)過(guò)程中，檢測(cè)人員檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，這一橋梁的部分行車道底部已經(jīng)出現(xiàn)了雨水滲漏問(wèn)題，且引發(fā)了板底混凝土脫漏問(wèn)題，部分鋼筋已經(jīng)暴露于空氣中，鋼筋的腐蝕問(wèn)題十分嚴(yán)重。所以對(duì)行車道板進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)是當(dāng)前必須開(kāi)展的工作項(xiàng)目[3]。

2.2 檢測(cè)設(shè)備和方法

本文研究對(duì)象中所使用的檢測(cè)設(shè)備為同濟(jì)大學(xué)研究所研制的多功能超聲檢測(cè)系統(tǒng)，回彈儀是型號(hào)為ZC-3A。通過(guò)對(duì)兩種儀器的配合應(yīng)用，按照超聲回彈綜合檢測(cè)方法對(duì)橋面行車道板混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。在對(duì)試件選取的過(guò)程中要嚴(yán)格按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并對(duì)選擇后的80組數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線回歸研究。

2.3 測(cè)試過(guò)程

在對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，還需要借助超聲回彈法對(duì)橋板強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行測(cè)評(píng)。在測(cè)評(píng)工作的開(kāi)展過(guò)程中，需要對(duì)精準(zhǔn)度進(jìn)行必要的保障性分析，根據(jù)不同橋面位置，可以將其分為不同的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)都采用不同的測(cè)評(píng)方式開(kāi)展工作。在每個(gè)測(cè)區(qū)中，都可以測(cè)得回彈值，通過(guò)對(duì)最大值和最小值的分析篩選，對(duì)剩余回彈值進(jìn)行計(jì)算，從而得到該測(cè)區(qū)的平均回彈值數(shù)據(jù)。在后續(xù)工作中要按照修正后的回彈值和超聲聲速值進(jìn)行計(jì)算，科學(xué)進(jìn)行公式信息的代入[4]。

3 檢測(cè)結(jié)果的計(jì)算和分析

3.1 測(cè)試效果

通過(guò)對(duì)不同區(qū)域的研究和測(cè)試，眾多測(cè)試對(duì)象中只有極少部分行車板會(huì)表現(xiàn)出較低的強(qiáng)度，剩余的行車板都可以滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，此種情況表明，測(cè)試橋梁的行車道板施工質(zhì)量比較高，即便是經(jīng)過(guò)了多年的使用，受到了各種環(huán)境因素的影響，橋梁的板面質(zhì)量和早期設(shè)計(jì)要求仍然能保證全面滿足，并沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)間或是環(huán)境影響出現(xiàn)橫向裂縫，更沒(méi)有出現(xiàn)疲勞損傷問(wèn)題，所以這一橋梁在完成修復(fù)后仍然可以繼續(xù)應(yīng)用[5]。

3.2 對(duì)質(zhì)量控制要點(diǎn)的提升

在對(duì)超聲回彈法進(jìn)行測(cè)試研究的過(guò)程中，工作人員需要將測(cè)試地點(diǎn)的位置精準(zhǔn)安置在回彈測(cè)試區(qū)域中，并且確保換能器和混凝土之間能發(fā)揮有效契合作用。在對(duì)測(cè)區(qū)聲時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，要對(duì)其精準(zhǔn)度進(jìn)行準(zhǔn)確分析，將結(jié)果精準(zhǔn)到0.1微秒，聲速值也要同步精確，控制在0.01千米/秒。在不同測(cè)試區(qū)域中，應(yīng)該對(duì)不同測(cè)試點(diǎn)的設(shè)置情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析，保證發(fā)射位置和換能器的軸線處于同一直線上。按照上述測(cè)量要求，將得到的數(shù)值結(jié)果和混凝土強(qiáng)度進(jìn)行精準(zhǔn)推算。在此種方式的應(yīng)用過(guò)程中，不僅能對(duì)簡(jiǎn)便性和操作優(yōu)勢(shì)性特點(diǎn)進(jìn)行發(fā)揮，還能幫助工作人員實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁構(gòu)件的準(zhǔn)確分析，引導(dǎo)工作人員更科學(xué)的進(jìn)行混凝土強(qiáng)度評(píng)估，這對(duì)于后續(xù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一也將起到顯著積極影響[6]。

在上述案例介紹分析中我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到回彈法的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：其一，花費(fèi)的成本資源更少，不會(huì)對(duì)工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷性影響；其二，使用的測(cè)定儀器便捷性較強(qiáng)，可以發(fā)揮更迅猛測(cè)試速度，能對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度進(jìn)行直觀反映。但是我們也需要對(duì)其問(wèn)題進(jìn)行掌握，比如混凝土內(nèi)部強(qiáng)度的測(cè)量精準(zhǔn)會(huì)受到不同程度的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，超聲回彈法是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展在橋梁檢測(cè)技術(shù)中的主要表示，這種非破損法屬于間接檢測(cè)，不同的因素也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不同程度的限制和影響，同時(shí)破損檢測(cè)精度要比檢測(cè)精度更高。在對(duì)超聲回彈法進(jìn)行構(gòu)件信息研究的過(guò)程中主要是對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的研究，所以只能當(dāng)做混凝土強(qiáng)度的參考標(biāo)準(zhǔn)，如果工作人員或是相關(guān)部門(mén)對(duì)這項(xiàng)工作的數(shù)據(jù)結(jié)果存在異議，也需要針對(duì)破損法得到的結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性分析。總而言之，雖然我國(guó)橋梁工程發(fā)展水平已經(jīng)得到了顯著發(fā)展，但是在實(shí)際工作中仍然存在很多問(wèn)題，尤其是在超聲回彈法的應(yīng)用過(guò)程中，我們更需要精準(zhǔn)認(rèn)識(shí)到問(wèn)題所在，從而在發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)的前提下，切實(shí)提升橋梁工程質(zhì)量。