鐵路橋梁局部損傷檢測技術分析

韓富鵬

摘要：鐵路和橋梁因為長期受到車輛、風化等荷載作用，又受到材料的腐蝕老化自然環境災害，在這樣多種影響下，鐵路橋梁的損傷就會逐漸累積，會使得抗力衰減，這不僅會影響結構的正常使用，也會造成很大的安全風險和隱患。我國的橋梁數量很多，其中有不少橋梁的使用年限都很長，而近些年來，我國的人流、車流都不斷增加，鐵路橋梁的負重也越來越大，而且火車的提速會讓橋梁上的動力作用承受的更大，產生更多的橋梁內部損傷，影響橋梁的使用壽命。所以應該對鐵路橋梁局部損傷檢測更加重視，及時采取解決措施。本文將對鐵路橋梁局部損傷檢測技術展開分析和研究。

【關鍵詞】鐵路、橋梁、損傷 、技術分析

改革開放以來，我國的經濟建設不斷的進步和發展，交通運輸行業的發展變化也是日新月異。交通運輸的發展對經濟建設具有重要的意義和作用。鐵路橋梁技術是鐵路運輸行業的一項重要技術，我國的鐵路橋梁技術發展歷史較長，從一開始的模仿建設，到后來的自主建設、創新建設。經過幾代人的鉆研和刻苦努力，我國的鐵路橋梁設計建設水平已經發展到了世界先進水平的層次。對于鐵路橋梁建設來說，要求的鐵路橋梁的承載力更大、能承受的沖擊力更強，對自然災害等抵御能力也應該更強。而對鐵路橋梁局部的損傷檢測，是維護鐵路橋梁安全運行的重要保障，及時的發現和解決鐵路橋梁局部損傷的問題，不僅能夠減少鐵路行駛的風險，還能夠避免鐵路橋梁受到大面積的損失，減少維護費用和不必要的麻煩。

鐵路橋梁局部損傷檢測技術

1.電檢測技術

以往之前，我們一般采用的是電檢測技術來對鐵路橋梁的局部進行檢測，一般情況下，是要在橋梁或者鐵路上粘貼電阻應變片，測量這一部位的應變。根據應變片的檢測情況的變化來判斷橋梁和鐵路的結構性變化。在這一過程中轉化為應變片電阻變化之間的關系，所需要的電量，通過利用應變變化來進行檢測和判斷分析。所以電檢測技術又可以叫應變檢測技術。通常在檢測鋼筋混凝土梁和鋼梁這兩種類型的橋梁的時候會運用電檢測技術。

2.紅外熱像儀檢測技術

早在1960年后，紅外線輻射檢測技術就開始用于無損測試，發展到八十年代的時候紅外線輻射檢測技術開始被數字化。在電磁譜中，紅外線能會產生介于微波和可見光之間的波頻，不論是低于10um的進紅外線，還是波長較長的遠紅外線，都能應用于無損評估的紅外線系統。而應用最多的在紅外線區和略超出紅外線區的部分工作，這一段的波長通常在1um到15um之間。物體中的紅外輻射、表面溫度、材料特性三者之間都是由內在的聯系和關系的，紅外線檢測技術就是根據這一內在關系，通過利用紅外熱像儀將紅外輻射轉化為熱圖像。再根據熱圖像的分析結果，了解物體表面的溫度分布，從而能夠對混凝土梁內部結構和表面狀態進行推斷分析。紅外檢測技術的優勢就是可以不必直接接觸和測量、而且具有高穩定性、快速性、后期處理靈活性、設備輕便性等。生成的熱成像圖為溫度信息的反映可以提供科學合理的分析依據。但是其中有一點不可忽視，就是天氣的變化等對物體溫度影響的因素很多，在分析的時候要進行綜合考慮。

3.光纖傳感器檢測技術

利用光信號進行載體的傳輸、轉化和光纖傳輸信號的傳輸就是光纖傳感器。在進行鐵路橋梁的局部損傷檢測的過程中，光纖傳感器具有許多傳感器不可比擬的優點，比如說：耐腐蝕性、絕緣性、抗電磁干擾性、安全性高；而且外形可變，體積小、質量輕、能夠成網、能夠重復利用；受到介質的影響性小，靈敏度和分辨率高。除此之外，光纖傳感技術還可以與光通信技術結合，建成光纖傳感網絡和遙測網，實現更多功能的利用。而且，對于中國這樣一個鐵路橋梁建設工程量大的國家，光纖傳感技術還有一個優勢，就是成本低。

4.聲波探測技術

4.1超聲波探測技術

超聲波探測技術在我國的應用，也已經比較成熟，其原理是利用聲脈在橋梁缺陷處發生的聲波發生的回波來進行檢測分析。在超聲波探測的過程中，超聲波在材料中保持某種速度傳播，在遇見不連續、不平坦、或者是到達物體的邊緣區域就會被發射回來，我們通過反射的信號的強弱進行測試分析，并可以判斷出橋梁的損傷程度和具體損傷位置。

4.2聲波發散檢測技術

一般的結構材料在受到外力后就會出現裂紋開裂、開展、塑性變形等微部結構損傷，在受到損傷之后就會以聲波的形式進行能量釋放。通過這一原理，聲波發散檢測技術就可以監視和檢測在荷載作用狀態下的鐵路橋梁內部結構和材料變化，這樣能夠及早的發現問題，并給出警報。

4.3沖擊——回聲檢測技術

沖擊——回聲檢測技術的原理是基于應力波在材料中以一定速度傳播。沖擊——回聲檢測技術的方法與超聲波檢測方法比較類似，都是通過判斷應力波的強度和發生時間來確定缺陷的程度和位置的。而應力波有兩種產生方法：一種是利用轉換器來產生應力波，也叫做脈沖——回聲法，另一種就是沖擊——回聲法，是通過利用機械沖擊來產生應力波。

5.電磁探測技術

5.1探地雷達技術

最開始的探地雷達技術是運用在軍事領域的。但是現在已經被廣泛的應用在生活中。比如說建筑物、橋梁等等一系列的結構評估中。探地雷達技術的基本原理是：探地雷達表層發射電磁波，在電磁波穿過介質的過程中，如果傳播材料的不均勻的話就會使得振幅產生變化，同樣的，傳播材料在導電性上具有差異性也會讓振幅會產生相應的變化。如果信號到達了中斷的部位，介電性就會反射回來，被接受的天線接收。探測雷達在探測的過程中，通過電磁脈沖發射電磁來今昔那個探測，利用頻率超高的短脈沖電磁波對地下介質的分布進行檢測。所以，決定電磁波穿透隧道結構深度的主要因素就是頻率、導電率和反射。如果發射天線在上層進行變化移動，電磁波的反射角方向就會被改變，電磁波的傳播時間也會發生變化。這樣在形成的變化趨勢圖像上就可以推斷檢測出深度不同的缺陷和損壞。探地雷達技術在混凝土鋼筋和孔道定位和缺陷檢測中經常應用。

5.2渦流檢測技術

渦流檢測技術主要是依靠電磁感應原理，檢測鐵路橋梁的表面損傷，當線圈靠近導電材料的時候，要經過交流電，那樣會產生的交變的磁場，而且在構建的上層會產生出形渦流狀的感應電流，而且構件的介質材料和表層缺陷都會影響到電渦流的變化。通過判斷電渦流的變化就可以對鐵路橋梁的損傷缺陷進行判斷。

結語

在經濟發展飛快的今天，交通運輸起著非常大的作用。除了要不斷建設交通路線和鐵路以外，對于已有的鐵路橋梁進行維護也是重要內容。本文分析了一系列的鐵路橋梁局部損傷檢測技術和應用，希望能夠幫助進行良好的鐵路橋梁維護和保養，及時、有效的解決鐵路橋梁損傷問題。

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