道桥工程中无损检测技术的应用

道桥工程中无损检测技术的应用摘要：当前，我国道路桥梁工程建设的要求在不断严格化，道桥检测面临着越 来越大的准确性压力。相关资料显示，随着交通运输模式大流量、重载荷格局的 来临，我国道路桥梁在投入使用后出现破损程度加大、频率加快的问题，道桥质 量保证时间与使用寿命被缩短。因此，采用有效且准确的检测技术对道路桥梁工 程而言十分重要。文章以道路桥梁的检测项目分析为基础，研究道路桥梁工程中 的无损检测流程，并对无损检测技术在工程中的具体应用进行研究，以期更好地 推动我国道路桥梁事业的发展。关键词：道路桥梁；无损检测技术；技术应用引言科学技术的迅猛发展加速了道路桥梁工程技术的飞跃，现阶段，道桥建设规 模日益增大，造价越来越高，而大型道桥在国民经济与人类生产生活中亦发挥出 愈发重要的作用，人们日渐关注大型道桥的安全性、耐久性及其政策使用功能， 围绕道桥健康检测展开的研究不断增多，取得的理论研究成果日益凸显。在一定 程度上，以现代检测手段为支撑的无损检测技术已成为道桥检测技术最新发展方 向的代表，它是道桥健康检测综合智能型决策系统的设计关键。要想对道桥的健 康状况进行科学评价，必须明确道桥在不同条件下的结构特性，有效识别与定位 其既有损伤，获取准确且定量的道桥数据，这是制定科学决策、合理配置资源的 前提。无损检测技术基于不破坏受检对象的前提，借助 X 射线、超声波、激光等 手段对零部件内部或表层的物理与机械性能、各类缺陷以及其他技术参数进行综 合性检测与评价，以此明确受检对象质量合格与否。1 无损检测技术的应用1.1 主要技术特点在对机械设备性能的不产生任何影响时，无损检测技术可以利用无物理量对 机械设备整体构建的判断进行测定。另外，物理学的发展是无损检测技术重要理 论基础，随着日益普及的计算机及网络技术，提供给无损检测技术的测量工具也 更加现代化。1.2 道桥工程中无损检测技术的应用及其常见问题1.2.1 超声波桥梁空隙位置在道桥工程施工中通常采用超声波检测方法其主要原理是应用 应力波的瞬间运动轨迹，通过机械的短促撞击形成低频应力波，向机械设备内传 导，再直接由断裂面向回反射。在道桥工程施工现场采用超声波检测时，主要对 工程声测管侧近距离测量其外壁，对其畅通性进行检查。完成检测后将水灌入声 测管内，利用深度标志在声测管道测点放置超声波发射及接收转换器，再发射超 声波，与始终保持转化设备的高度固定，使二者升降保持同步，控制测量之间的 距离不超过250mm，并对信号曲线实时进行记录接收，对周期值读取后得到频谱 曲线。针对工程施工中质量问题较多的区域，施工技术检测人员还应重复对其进 行多次测量。1.2.2 光纤传感技术 光纤传感器在各领域发展中的应用范围日渐广泛，特别是在应用于土木工程 中十分普遍，在道桥工程中主要用于混凝土结构应力及变形等方面问题的测量。 另外，施工技术人员采用光纤传感器对道桥运行健康状况进行检测，系统分析道 桥整体结构。作为一种全新应变传感器的光纤传感器，在道桥工程中的具有较高 的使用率，可利用预埋方式实时测量结构内部物理量，并采用对测量结构表面直 接粘贴方法精准测量。预埋方法主要用于对道桥施工中混凝土结构内损伤及其产生的应变进行检测 再结合应变关系曲线对其损伤方式及成因进行推算。有关专家实验论证结果显示， 与应变片的线性测试相比，光纤测试的荷载能力高出几个数量级，即施工技术人 员应在施工中将光纤布设及时解决，确保道桥工程运行的长期稳定。通常而言， 施工技术人员为避免传感器发生损坏可采取以下措施：一是施工技术人员在光纤 传感器上直接套一根金属套管，再与传感器埋入混凝土结构中，施工技术人员浇 筑混凝土后再取出金属导管，使光纤传感器固结混凝土，该方法对混凝土密度不 产生影响，也不能因浇筑而对传感器造成损坏。2 道路桥梁工程中的检测项目2.1 结构缺陷检测（1 ）混凝土桥梁外观缺陷 在荷载作用、施工缺陷、材料特性以及环境等各种因素的共同影响下，混凝 土桥梁难以避免地会出现开裂、蜂窝、水蚀以及保护层脱落等状况。尤其是结构 裂缝，现已发展为道桥的主要病害特征之一。公路桥梁技术状况评定标准（JTC/TH21-2011）严格限定了混凝土桥梁使用阶段各部位裂缝的最大宽度值， 这一宽度同分布特征极大地影响着道桥结构安全性能的评价。所以，长期以来裂 缝始终是桥梁外观检测的一项重要内容。（ 2）钢桥外观缺陷以结构锈蚀、连接构造失效、构件以及焊缝的疲劳开裂为其主要表现形式。 其中，结构锈蚀与连接件失效等有显著的病害特征，日常巡检中的检查与记录较 为容易；结构开裂与焊缝开裂则隐蔽性较强，较难在日常巡检中被检查出来，结 构安全运营隐患比较大。受到结构特性、焊接残余应力、焊接缺陷以及制造误差 等因素的影响，钢桥连接部位焊缝会表现为高度的应力集中，形成疲劳热点，最 终带来疲劳病害隐患。所以，怎样发现并进行桥梁疲劳开裂检测，成为确保桥梁 安全运行的重要内容。（ 3）混凝土桥梁内部缺陷在施工浇筑之时，由于受到漏振、离析、石子架空等因素的影响，混凝土桥 梁容易出现孔洞、夹层、蜂窝等质量状况，降低混凝土强度。对于预应力混凝土 桥梁而言，结构混凝土浇筑质量、预应力孔道施工情况以及压浆密实度等多项因 素均会较大程度地影响钢束的安全性与耐久性。在孔道特征、钢束影响、浆液配 合比以及压浆工艺等的作用下，传统压浆工艺无法可靠保证孔道的密实度，压浆 环节发生的浆液离析问题会出现孔道孔洞，对钢束产生严重的锈蚀。所以，内部 缺陷亦是道路桥梁检测中的重要内容之一。（ 4 ）普通钢筋锈蚀 在结构开裂、碳化作用、氮离子侵蚀等因素的影响下，钢筋易发生电化学反 应，在锈蚀过程中对混凝土结构的安全性与耐久性产生严重影响。锈蚀会减小钢 筋截面积，引起体积膨胀，削弱钢筋与混凝土之间的握裹力，进而大幅降低桥梁 的承载力。所以，对道桥工程中的钢筋锈蚀状况进行检测亦不容忽视。2.2 无人机检测技术人工望远镜是应用最多的一种传统检测仪器，但在检测大型项目结构时，采 用该方法有一定局限性。很多桥梁结构在设计中采用大型钢架结构，具有庞大的 结构，采用人工望远镜检测应将技术人员悬挂在桥梁下，维修人员操作，时间和 精力耗费较大，因人工望远镜操作由人为进行，因此在实际操作中使细节被忽视， 为道桥质量埋较大的安全隐患。采用无人机检测技术的传感器装置，可使导航技 术得到优化，确保无人机在距桥梁地面飞行，操作人员只需对设备进行遥控，在 地面实现拍摄桥梁柱底面及横梁等结构。3 结语综上所述，道桥试验检测技术的日益发展，无损检测技术的应用将更加广泛 对于提高道桥工程建设质量及其应用稳定性具有十分重要的意义。参考文献：1 郭晓帅，郏亚坤.公路施工质量控制的无损检测方法J.土工基础，2016 （11）：207.2 孙叶萍，陈小芳.关于无损检测技术在道路工程中的应用探析J.城市道桥与 防洪， 2017（8）：159.王俊青.桥梁无损检测技术的现状研究J.山西建筑，2017（5）： 211.刘春艳.混凝土桥梁内部缺损无损检测技术及评定标准研究D.华南理工大学， 2014.丁志军，杜军，卢彭真.无损检测技术在道桥工程中的应用与发展J.交通科 技与经济， 2005，（1）： 4-6.