鐘圣龍
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鋼結構中各構件的連接方式主要有焊接、高強螺栓連接及鉚接三種,其中,焊接連接施工法效率最高,且承載能力僅次于高強螺栓連接,是性價比較高的一類鋼構件連接施工方法。但是,焊接施工法在受到荷載作用及外部環(huán)境的耦合作用下,容易出現(xiàn)各種病害,局部焊縫病害在應力集中效應下將快速斷裂失效,從而引發(fā)嚴重安全事故。
目視檢查,看看橋梁的鋼構件表面是否被油漆剝落,剝落,生銹等,特別是在積聚了大量灰塵的部分,應仔細觀察灰塵;檢測到的鋼構件是否有明顯的變形,穿孔缺陷,特別是在鋼筋接頭或鋼材交叉處的接頭處,容易因過大的應力而產(chǎn)生裂紋;檢測鋼的焊接部位是否有腐蝕或明顯的焊接接頭等。直線度,一般來說,鋼筋的最大彎曲度不應超過鋼筋總長度的1倍。如果彎曲過大,結構安全性會受到影響;鉚釘頭和螺釘也容易生銹,如果螺釘擰緊太緊在后期,鋼的疲勞增加,鋼孔容易破裂,也需要進行密鑰處理視察。
超聲波無損檢測技術的原理是借助超聲波與鋼構件相互作用后,對反射、散射超聲波特點進行分析,以動態(tài)獲取鋼構件缺陷的一種檢測技術。超聲波無損檢測技術的有效穿透能力較強,可以快速獲取鋼構件內(nèi)部形狀參數(shù)且檢測精度較高,即便是內(nèi)部極其微小的缺陷也可以快速檢測出來;但是,超聲波縱波脈沖在具體檢測過程中存在一定的局限,接近鋼構件表面的缺陷恰好處于檢測盲區(qū)中,難以被有效檢出。超聲波焊縫檢測主要應用在平板對接焊縫和T型對接焊縫兩種形式中。在平板焊縫無損檢測中,如果焊接母材的厚度值大于45mm時,應選用雙面檢測法,由于焊接母材外形限定,在使用傾斜檢測探頭時,必須保證超聲波探頭與焊縫中心線保持正交關系,焊縫檢測路徑呈鋸齒形。
對于已經(jīng)投入使用一段時間的鋼橋,由于車輛行駛過程中產(chǎn)生的振動和橋梁基礎的不均勻沉降,橋梁鋼結構將不可避免地存在一些質(zhì)量問題,如老化和開裂。由于橋梁中使用的鋼材數(shù)量眾多,而且這些裂縫非常小,如果及時檢測不到并采取有效措施,將對橋梁的安全構成嚴重威脅。因此,在鋼橋服務期間,需要定期進行無損檢測,以及時消除潛在的安全隱患,在使用中檢查鋼橋的方法主要基于磁粉探傷和著色滲透。在檢查過程中,技術人員首先觀察橋梁鋼的表面是否有油漆剝落和生銹。當發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象時,用砂紙擦除油漆和鐵銹,然后通過上述無損檢測技術進一步確定。
射線無損檢測技術借助射線發(fā)射儀器或者放射性同位素作為射線發(fā)出源,在射線接觸到待檢測焊縫時,射線將出現(xiàn)不同程度的衰減,由于待檢測焊縫及母材存在厚度差,射線采集膠片上記錄了不同的射線強度值,射線強度以不同數(shù)量的光子表現(xiàn),將膠片拿到暗室內(nèi)處理后,根據(jù)膠片上不同暗度的影像情況,對焊縫缺陷做出定性判定。同其他焊縫檢測技術相比,射線檢測結果識別精度及效率最高,可以及時輸出缺陷圖像信息;可以將不同位置的焊縫射線檢測結果保留在膠片上,便于檢測數(shù)據(jù)的長期保存。但是,射線檢測在具體的焊縫檢測中也存在一些缺陷,首先,射線檢測技術的成本較高,必須借助高頻率射線發(fā)射儀,且還必須提供膠片等耗材;此外,射線焊縫檢測在平板對接焊縫的檢測中精度較低,若射線投射放線與焊縫缺陷相互垂直時,將無法檢測;最后,使用射線檢測存在較高的安全隱患,一旦控制不當,將對檢測人員造成損害,檢測長期置身在射線污染環(huán)境中,很容易誘發(fā)癌變。
對于在建的鋼結構橋梁,裂縫主要集中在焊縫或應力集中。一方面,鋼結構在施工中的裂縫不合格,裂縫是自成一體的;另一方面,施工操作不當造成裂縫,主要的無損檢測方法主要是超聲波檢測和X射線檢測。在實際施工中,橋梁鋼結構的無損檢測應在橋梁主體施工完成后進行,以避免后續(xù)施工中出現(xiàn)新的裂縫。以X射線檢測為例,X射線發(fā)射器用于掃描橋梁鋼的主要結構,鋼的焊接部分和鋼的交點,然后比較圖像。X射線檢測具有靈敏度高,檢測結果準確的優(yōu)點,但在安全保護等方面存在局限性。超聲波測試廣泛用于此階段鋼結構橋梁的無損檢測。
伴隨省內(nèi)交通運輸量的不斷增長,城市既有鋼結構橋梁的承載能力、截面抗彎剛度及結構整體性和荷載穩(wěn)定性均出現(xiàn)不同程度的下降,工程實踐表明,鋼結構橋梁病害的主要對象為焊縫,焊縫在外荷載及各種環(huán)境的耦合作用下,成為鋼結構中最薄弱的位置,直接影響了市政交通系統(tǒng)的通行能力。無損檢測技術既可以達到裂紋檢測的目的,又不會對橋梁鋼構件造成損害,是橋梁工程中不可或缺的一種技術手段。根據(jù)橋梁工程的具體需要,合理選擇無損檢測技術,以最低的成本、最快的速度,完成無損檢測任務,從而確保鋼構橋梁工程的安全。