賀林軍
摘要:隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,作為快捷運輸?shù)墓?,也日新月異地發(fā)生著變化。作為連接道路的橋梁,起著至關(guān)重要的作用。公路橋梁造價昂貴,為此,人們在橋梁建設(shè)過程中,總是采取各種措施,確保工程質(zhì)量。盡管如此,公路橋梁長期在自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下,逐漸產(chǎn)生損壞現(xiàn)象,這是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程。通過對橋梁工程的無損檢測,對橋梁的損傷情況和程度進行診斷,對橋梁的可靠性、耐久性和承載能力進行評估。
關(guān)鍵詞:無損檢測技術(shù);道路橋梁檢測;應(yīng)用分析
1 傳統(tǒng)檢測技術(shù)存在的不足
1.1 利用傳統(tǒng)檢測措施,進行隨機取點的方法,對檢測結(jié)果而言不具整體性和代表性。
1.2 在檢測的過程中,因為檢測選取的地點有限,覆蓋密度不大。這樣一方面會出現(xiàn)被漏檢的地區(qū),另外一方面會留下一定的安全隱患。
1.3 傳統(tǒng)的檢測技術(shù)在取樣的過程中,由于使用的是鉆孔取樣,不僅會破壞路面,而且修補時會消耗大量人力物力財力。而無損檢測技術(shù)的出現(xiàn),不僅能夠彌補傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷,而且在檢測過程中能快速。直觀地歲道路橋梁進行檢測。無損檢測技術(shù)的使用,對道路橋梁的建設(shè)和質(zhì)量安全尤為重要,在不斷優(yōu)化道路橋梁改造方法的同時,提高了道路橋梁的質(zhì)量水平。
2 道路橋梁檢測中的無損檢測技術(shù)
2.1 圖像技術(shù)
圖像技術(shù)主要是有兩種,一種是激光全息圖像攝影技術(shù),另一種是紅外成像技術(shù)。激光全息術(shù)的原理是取材料的全息圖,然后對得到的圖像進行分析,得到相關(guān)的力學量。除了觀察整個領(lǐng)域外,它還具有直覺性和高精度的優(yōu)點。紅外成像技術(shù)是一種檢測不同介質(zhì)導熱系數(shù)的方法。在熱傳感器上給出了結(jié)構(gòu)的溫度分布和熱傳導規(guī)律。測量數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示,以反映結(jié)構(gòu)的內(nèi)部情況。
2.2 光纖傳感檢側(cè)技術(shù)
光纖傳感技術(shù)利用某些特定物理量的敏感特性,將外部物理量轉(zhuǎn)化為光信號,直接進行測量。隨著30多年的發(fā)展和進步,國內(nèi)光纖技術(shù)也取得了長足的進步,并被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、能源環(huán)保、工礦企業(yè)、航天、國防、軍事等諸多領(lǐng)域。光纖傳感技術(shù)在道路橋梁檢測中的應(yīng)用可以有效地檢測道路橋梁的許多方面,包括應(yīng)變特性、索力、預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土內(nèi)應(yīng)力等等。
2.3 超聲波檢側(cè)技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)是根據(jù)瞬間應(yīng)力波原理對橋梁內(nèi)的空隙之處進行檢測。該技術(shù)采用小鋼球?qū)炷帘韺舆M行敲擊,以較為短斬的機械撞擊造成低頻應(yīng)力波,并傳至道路橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,從斷裂面處反射出來,通過分析反射波形態(tài)對路橋的空隙處進行判斷。該技術(shù)是通過利用來自多個方面的超聲波而引起瞬間共振,一直對路橋裂隙、結(jié)構(gòu)完整性進行檢測,并且可從信號記錄情況中了解空隙的位置。在道路橋梁的檢測工作中應(yīng)用超聲波檢測技術(shù),一來可檢測橋梁在樁、板、梁等方面的結(jié)構(gòu)情況,二來可檢測管道中有無空隙存在,如此一來便可對存在問題的道路橋梁及時采取維修措施。然而,該項技術(shù)仍存在需要改進的不足之處,該技術(shù)的檢查結(jié)果比較容易受到多種因素的影響。以管道為例,管道內(nèi)部若存在空氣、水分或是蜂窩體均會影響檢測結(jié)果,管道處于相交或相鄰的狀態(tài)下會影響檢測結(jié)果,管道所采用材料的不同也會影響檢測結(jié)果。
2.4 頻譜分析技術(shù)
頻譜分析和檢測技術(shù)的基本原理是分析不同介質(zhì)中傳播的表面波的頻率特性。利用力錘對路面結(jié)構(gòu)表面施加瞬時垂直沖擊力,可得到一組不同頻率的瑞利面波。通過調(diào)整錘式或不同錘式的權(quán)重,可以得到相應(yīng)頻率分量的瑞利波信號。通過將傳感器設(shè)置在不同的位置,可以檢測到波的傳播頻率。頻譜分析技術(shù)可以用來檢測層狀介質(zhì)的厚度、均勻性和層間接觸。
2.5 探地雷達檢測技術(shù)
探地雷達是利用高頻電磁脈沖波(10―1000mkz或更高)以寬頻帶短脈沖形式由發(fā)射天線送入地下,該雷達脈沖在地下傳播過程中,遇到不同電性介質(zhì)交界面時,部分雷達波的能量被反射回地面,被接收天線接收,其特點是能精確測定缺陷區(qū)的形狀、大小和深度;節(jié)省勞力操作方便速度快;能在大范圍內(nèi)檢測;不受周圍環(huán)境影響,探地雷達探測的是來自地下介質(zhì)交界面的反射波,通過探地雷達記錄的反射波到達地面的時間和反射波的波幅來研究地下介質(zhì)的分布,以其特有的高分辨率在淺層或超淺層探測中有著極其廣泛的應(yīng)用。探地雷達在道路中具體應(yīng)用主要是對道路面層厚度檢測、道路基層密實性、基層厚度及高含水的檢測以及擋土墻病害檢測等。還可根據(jù)探地雷達的特性,將其運用于道路材質(zhì)、裂縫、濕度,以及橋梁的結(jié)構(gòu)檢測等,但是這對于雷達的性能和檢測分析人員提出了很高的要求,必須具備大量實測數(shù)據(jù)和豐富的工程實踐才能較為準確根據(jù)波形判斷相關(guān)結(jié)構(gòu)層構(gòu)成、變異等工程參數(shù)。雖然探地雷達在道路以及橋梁結(jié)構(gòu)的檢測方面具有廣闊前景,但其價格一般比較昂貴、檢測人員水平要求較高,這項技術(shù)有待于進一步研究推廣。
3 道橋無損檢測技術(shù)的發(fā)展前景
無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用和其它技術(shù)樣是需要進行研究、開發(fā)和利用的。因此對于道橋工程無損檢測技術(shù)的研究開發(fā)應(yīng)用是一個較新的領(lǐng)域,需要我們在其應(yīng)用領(lǐng)域中不斷開拓,解決許多急待解決的問題這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一路線橫斷面設(shè)計中土石方比例以及擋土墻埋至深度的確定檢測技術(shù)的研究和開發(fā);二.利用探地雷達在路線勘測設(shè)計以及擋土墻埋至深度的確定檢測技術(shù)的研究和開發(fā);二.利用遠紅外線成像檢測道橋結(jié)構(gòu)的損傷識別;四.運用全球定位系統(tǒng)(GPS>測量橋梁變形,應(yīng)用TRIP鋼傳感器對橋梁超載進行測量和監(jiān)測等;五.利用強迫振動響應(yīng)法定量評估橋梁下部結(jié)構(gòu),用激光振動計測量斜拉索索力以及量化的無損檢測;六.用微波技術(shù)對疲勞裂紋進行探測和定量分析等等;七.利用超聲波檢測路面路基密實度及其平整度等等。
4 結(jié)語
綜上所述,道路橋梁的無損檢測技術(shù)(NDT)有較大的發(fā)展空間,包括超聲檢測、紅外檢測、聲發(fā)射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、X射線檢測、光干涉、脈沖雷達、振動試驗分析等等。在道路橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用NDT,可以提高新建結(jié)構(gòu)質(zhì)量的安全性;可以提供結(jié)構(gòu)損傷的標志,例如,污染程度,鋼筋混凝土橋梁的氯侵蝕程度;可以記錄支座處的聲發(fā)射,反映了裂紋或過大的摩擦力或從墊層支座正在擴展的裂紋。無損檢測的這些結(jié)果可以作為結(jié)構(gòu)評估的輔助。
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(作者單位:遼寧省公路勘測設(shè)計公司)