基于無損檢測的道路橋梁工程測量技術研究

杜芳杰

摘要：道路橋梁作為推動我國社會經濟發展的重要基建項目，是維系人們正常生產生活的交通紐帶，隨著近年來城鎮化改革步伐日趨深入，人們對道路橋梁工程測量質量的要求越來越高，在保證道路橋梁正常建設進度的同時，還需要確保工程測量的質量。本文通過闡述路橋工程測量的技術和無損檢測技術要點，分析無損檢測在路橋工程測量中的技術與應用，對提高道路橋梁工程測量質量具有一定的借鑒意義。

Abstract： As an important infrastructure project to promote the development of China's social economy， roads and bridges are a transportation link that maintains the normal production and life of people. With the deepening of urbanization reforms in recent years， people have increasingly higher requirements for the quality of road and bridge engineering surveys. While ensuring the normal construction progress of roads and bridges， it is also necessary to ensure the quality of engineering surveys. By elaborating the key points of road and bridge engineering measurement technology and nondestructive testing technology， it analyzes the technology and application of nondestructive testing in road and bridge engineering measurement， which has certain reference significance for improving the quality of road and bridge engineering measurement.

關鍵詞：無損檢測;道路橋梁;工程測量

Key words： nondestructive testing;road and bridge;engineering survey

中圖分類號：P224.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）19-0201-02

0 ?引言

工程測量通常與路橋設計相互聯系，通過測量將信息數據實時反饋到路橋施工現場，使路橋施工在不影響現有施工質量的基礎上，保證施工作業能夠有序進行，特別是對于基礎樁位的規劃必須嚴格按照工程測量結果進行設計，防止由于測量不精準導致樁位設計報廢，而影響路橋工程進度。隨著現代計算機技術、通信技術和自動化技術的快速更新，工程測量在確保路橋工程整體質量安全等方面起到重要作用，無損檢測技術作為我國路橋檢測技術中發展最快速的技術之一，近年來被廣泛應用于路橋工程施工與管理領域中。無損檢測技術可以在不改變現有路橋結構和質量的前提下，實現對路橋工程較為準確的測量，從而提高路橋工程測量的質量。現階段無損檢測技術還無法精確定位某些具體位置，在路橋工程測量應用中還有一定的局限性，需要根據路橋工程施工特點及測量要求，使用相應的無損檢測技術，防止由于工程測量而對路橋工程質量產生較大的負面影響。路橋工程無論是存在質量缺陷還是測繪控制需求，無損檢測都能夠提高路橋工程施工效率，有助于及時調整施工工藝，控制路橋工程建設成本，使路橋工程施工能夠符合質量標準。

1 ?路橋工程測量技術要點

1.1 道路工程測量技術要點

在道路工程設計過程中需要根據工程現場特點，綜合考慮道路工程施工情況和地理環境，科學設置道路工程測量水準點，并使用精密測量設備無損測量水準點，通常以180m為標準間隔，詳細記錄道路工程水準點設置方位，再計算水準點測量數據，并與預測數據相比較分析。設計交樁連接時需要將導線設置在標段的接頭位置，并連接各個標段，確保整個標段內交樁設計連接的連貫性。在具體的道路工程施工過程中，具有針對性地監督測量各測量點，測量計算相關導線的數據，在達到道路工程施工要求的同時，確保工程測量的準確度。

1.2 橋梁工程測量技術要點

在進行橋梁工程測量時，不僅要考慮地理因素，還要考慮氣壓、溫度、濕度等復雜的環境因素，為掌握風速、溫度、濕度等環境因素，需要提前做好工程測量工作，將橋梁理論基礎、實踐應用、施工技術融合到橋梁工程測量工作中，防止由于潮水、波浪、風速等原因導致橋梁工程測量結果不準，影響正常測量進度。因此，在進行工程測量前，必須充分掌握橋梁工程施工現場的自然環境，有針對性地保證橋梁測量與施工的質量安全。不僅在開工前對橋梁工程現場地理環境進行勘察與規劃，橋梁建設過程中需要進行形變監測，工程完工后也要根據質量驗收標準對其現場測量。另外，還要根據橋梁工程設計階段、施工階段、使用階段的質量安全要求，將工程測量應用到地質水文測量、施工勘察、施工監管、形變監測等環節中，保證橋梁工程建設質量安全。

2 ?路橋工程中的無損檢測技術

2.1 探地雷達檢測法

探地雷達檢測法是以某個不變的波速穿透被測量橋梁的表面，聲波以相對較短的脈沖持續不斷地傳播，被檢測物體表面結構反射信號到檢測設備接收器，檢測設備根據所搜集信息的不同信號對應不同介電常數，連續檢測信號振幅、頻率等反饋材料材質的有效截面，物體形狀、層厚度、掩埋特征等是影響脈沖信號傳播的主要因素。探地雷達檢測技術通常用于測量定位管道，完成加固區測量，該檢測方法較為安全可靠，高頻電磁脈沖通過天線傳播，傳播界面發生變化時部分電磁波會產生反射折射，此時接收器會記錄介電常數變化情況，相同外殼中的發射天線與接收天線采用單聲道操作，天線頻率范圍100-150MHz，通過集成系統掃描實現對反射信號的雷達追蹤，并快速測繪出空洞與剝離程度，探地雷達技術在路橋工程中的設計應用范圍更廣，特別是在測量大量處于惡劣環境的通道結構或者混凝土橋梁結構時，可以精準定位金屬管道，測量速度更快，在很大程度上保證路橋工程質量安全性。

2.2 回聲波檢測法

回聲波檢測法通常應用于路橋工程建設方面，對于工程質量、施工結構等安全性問題，可通過檢測儀器產生的回聲波標志出氯腐蝕程度、污染程度等結構性損傷指標，從而測量定位出橋梁中摩擦力、裂紋較大的位置，實現對橋梁結構的評估。回聲波檢測的風險性非常低，該檢測技術由于沒有放射性，不會產生類似X射線的輻射性危害，同時，回聲波檢測技術只需要檢測物體的一面，并通過標志被檢測物厚度、深度、頻率等指標，無損測量檢測出塑料管與金屬之間的空洞，因此，回聲波檢測的安全性非常高。但是回聲波無損檢測也存在一定的缺陷，該方法只能檢測出塑料管與金屬間的空洞大小，且空洞測量值通常會大于實際尺寸。由于管道結構原因回聲波檢測無法從背面對其進行有效測量，尤其對于被水淹沒的空洞來說，測量結果將會受到較大影響，甚至可能完全檢測不出相關指標，由于回聲波波速達不到測量標準，只能利用管道實際大小數據輔助說明回聲波測量結果。

2.3 射線探傷法

射線探傷法是通過在混凝土結構后方放置底片的方式，對底片發射不同射線使底片形成空洞敏感圖，該檢測方法不僅能夠測量橋梁實際交通流量，而且能夠精確定位鋼筋斷裂位置并測量出空洞大小，以此判斷評估橋梁交通狀況。當測量環境較為理想時，射線探傷法可在較少工作人員的情況下得到相對準確的底片圖。但同時射線探傷法也具有一定缺陷，需要大量射線源消耗能量探傷才能得到相應底片圖，該無損測量方法對工作人員安全防護提出較高要求，也大大增加了橋梁工程測量成本。除了厚截面材料不適合圖片解釋外，在理想狀態下，射線探傷法通常可以測量出大量比較清晰的圖片，射線源放射出的伽馬射線最大穿透力為150mm銥和400mm鈷，工作人員應確保操作時射線探傷過程始終機械化處于安全保護套盒內，同時具有自動關閉功能，保證射線探傷法處于一種安全測量狀態，從整體上看射線探傷法的適用性要好于其他測量方法。

2.4 光纖傳感技術

光纖傳感技術通過將具有光敏感性的光信號收集到檢測設備中，并轉化為相應的檢測數據信息，以此實現對混凝土內部應力、橋梁鋼索結構等方面的無損化實時測量與監測。相比較射線探傷法和回聲波檢測法，光纖傳感技術的絕緣性能較好，不會由于橋梁工程現場復雜的施工環境因素，而影響到光纖傳感測量的結果，同時，光纖傳感技術可根據橋梁工程施工現場情況，改變光纖傳播形狀，因此具有較高的橋梁工程測量效率。光纖傳感技術的缺點是工程測量的應用成本較高，實際技術應用有一定的局限性，目前大多被應用于小型路橋工程建設過程中，而大型路橋工程測量應用該技術的并不多見。

2.5 低應變法

低應變法是利用振動波的振動傳播特點，在振動波出現特殊波段時會改變原先的振動頻率、振動波幅，根據振動波形的變化情況就能夠準確測量定位出路橋工程中質量問題的關鍵技術點，有助于建設施工方及時解決質量問題。低應變法的最大技術優勢是操作簡單、造價低、效率高，該無損檢測技術受到多數建設施工方的青睞，但是相較于光纖傳感技術而言，低應變法容易受到橋梁工程施工現場環境的影響，導致受其他因素影響的振動波會向工程測量人員提供不準確的測量信息，因此，該無損檢測法的測量結果精準度較低，需要使用其他檢測方法對工程測量結果進行輔助評判。

2.6 GPS技術

路橋工程測量測繪中的一個關鍵環節是繪制控制網，控制網測量繪制工作質量的好壞將直接影響到橋梁工程設計施工質量。GPS技術在路橋工程控制網測量測繪中具有較高的準確度，精確度可以到毫米級，不但可以滿足控制網較高的測繪要求，還能夠顯著提高控制網測繪工作效率。GPS測量技術中最常用的是靜態差分技術，該技術利用載波相位原理測量局域差分法、衛星觀測求二次差分，計算得出基線長度，通過基站實現對測量目標的分轉、修改、定位。實時動態定位技術則可以利用載波相位差分技術同時處理兩個測量點載波相位觀測量，通過基準站將觀測到的載波相位傳送到用戶接收機，計算得出測量坐標。相較于靜態差分技術，實時動態定位技術的測量精準度更高，且具有更高的智能性，更加便于工程測量人員實踐操作，該檢測定位技術的精確程度遠遠高于其他測量技術，在很大程度上加快路橋工程建設進度，為后期路橋工程建設打下堅實基礎。另外，GPS技術可以不受復雜的外界因素影響，在確保工程建設質量和進度的同時完成路橋工程測量工作，且能夠保證精準的測量結果，通過GPS技術將整個路橋工程實體進行系統化連接，實現全方位的無損化路橋工程環境測量監測，一旦路橋工程施工出現橋梁結構形變、路基邊坡開裂等突發異動現象，GPS系統會實時傳輸這些監測信息給工作人員，有助于工作人員第一時間采取有效措施，及時有效地解決問題，以此確保路橋工程建設安全。

3 ?結語

路橋工程是一項長期且極其復雜的工程項目，受到諸多不確定因素的影響，需要在確保工程整體施工質量的同時，利用無損檢測技術嚴格測量監測建設施工是否達到標準要求，還要檢測工程材質的質量安全性，防止路橋工程形變，以此保證路橋工程整體建設質量。

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