橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及在橋梁工程中的應(yīng)用探討

1、    橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及在橋梁工程中的應(yīng)用探討    摘 要：當(dāng)橋梁經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)遭受各種自然侵蝕，并帶來(lái)多種后天病害。許多不利因素與影響通常會(huì)結(jié)合在一起，再加上外力、荷載等臨界組合，會(huì)使橋梁出現(xiàn)不同程度、不可預(yù)見(jiàn)的損壞。本文首先簡(jiǎn)要分析了橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，并基于工程實(shí)例探討其在橋梁工程中實(shí)效應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)；橋梁工程；超聲波橋梁工程檢測(cè)不僅是保障橋梁質(zhì)量、提升使用價(jià)值以及維持正常使用狀態(tài)的重要保證，而且還是進(jìn)行加固、維修工作的重要依據(jù)。開展橋梁工程檢測(cè)的目的就是隨時(shí)、實(shí)時(shí)獲取與掌握橋梁的安全與技術(shù)狀態(tài)，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、施工經(jīng)驗(yàn)、維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及使

2、用經(jīng)驗(yàn)，匯總問(wèn)題與教訓(xùn)，為后續(xù)橋梁建造、使用、管理與維護(hù)提供可靠借鑒與參考。1.橋梁損傷的原因與類型分析（1）當(dāng)橋梁經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，其便會(huì)出現(xiàn)各種損傷，不僅是外部方面的損傷，還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面的損傷，究其原因，主要有如下方面：（1）使用不當(dāng)，維護(hù)不到位、不合理；（2）認(rèn)為因素，如車禍?zhǔn)鹿实?；?）自然災(zāi)害，如風(fēng)暴、地震等；（4）交通量瞬間增加，使得橋梁結(jié)構(gòu)自然老化速度加劇。這些因素均會(huì)大幅降低橋梁耐久性與承載力，甚至還會(huì)對(duì)其運(yùn)營(yíng)安全造成嚴(yán)重影響。橋梁損傷種類：（1）混凝土。主要有混凝土碳化、混凝土缺陷及混凝土開裂。（2）鋼筋銹蝕。其一，先裂后銹，即混凝土開裂之后所造成的鋼筋銹蝕；其二，先銹后裂

3、，即混凝土出現(xiàn)開裂情況，或表面混凝土出現(xiàn)塊狀脫落。2.橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本特點(diǎn)所謂無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，實(shí)際就是在對(duì)構(gòu)件性能或結(jié)構(gòu)不造成影響的情況下，通過(guò)一些物理量的測(cè)定，來(lái)對(duì)構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)的某些性能有無(wú)改變進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的監(jiān)測(cè)方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)，乃是諸多學(xué)科不斷融合、創(chuàng)新與發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)物，現(xiàn)代應(yīng)用物理學(xué)以及材料學(xué)的發(fā)展與完善，有力推動(dòng)了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，并為其提供了充分的理論基礎(chǔ)，而現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)以及電子技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，則為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提供了先進(jìn)、多元、現(xiàn)代化的測(cè)試工具。3.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及在橋梁工程中的應(yīng)用3.1紅外熱像儀檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用所謂紅外熱像儀檢測(cè)，從本質(zhì)上來(lái)講，就是用作橋面病害

4、預(yù)測(cè)的一種檢測(cè)手段，對(duì)于其原理而言，就是通過(guò)紅外攝像機(jī)，來(lái)生成一幅關(guān)于橋面溫度的整體圖像，針對(duì)此溫度圖像來(lái)講，其能夠揭示出陽(yáng)光照射下，混凝土裂層上方橋面溫度的“熱點(diǎn)”。對(duì)于那些有較高溫度的熱點(diǎn)，是因薄的且充滿空氣的裂層，好似絕緣體，能夠使在其上的混凝土溫度更快升高而形成。另外，還能借助于紅外熱像儀，將來(lái)自于目標(biāo)的紅外輻射向可見(jiàn)的熱圖像轉(zhuǎn)變，然后通過(guò)系統(tǒng)化分析熱圖像特征，從中比較直觀的了解物體的表面溫度分布情況，以此達(dá)到推斷混凝土表面狀態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的目的。此外，針對(duì)紅外熱像儀檢測(cè)技術(shù)來(lái)講，其能夠在非接觸情況下進(jìn)行測(cè)量，穩(wěn)定性高，快速，而且設(shè)備輕便，所生成的熱圖像能夠準(zhǔn)確的反映溫度信息。3.2聲探

5、測(cè)技術(shù)針對(duì)此技術(shù)來(lái)講，其主要包含兩種技術(shù)，即超聲波檢測(cè)技術(shù)與聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。（1）超聲波檢測(cè)技術(shù)。運(yùn)用超聲波對(duì)橋梁中的空隙位置進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際利用的是瞬間應(yīng)力波原理。通過(guò)短促的機(jī)械樁基，從而形成低頻應(yīng)力波，然后向結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳導(dǎo)，再由界面或斷裂面反射回來(lái)，最后用反射波的具體形態(tài)來(lái)加以判斷。來(lái)自于斷裂面、沖擊面的多種波，會(huì)形成瞬間共振，因此，可以用其測(cè)定裂縫位置，或者是結(jié)構(gòu)的完整性，記錄信號(hào)，提供空隙位置的具體信息?？梢栽跇蛄旱木C合檢測(cè)與維修中應(yīng)用超聲波，此技術(shù)可以檢測(cè)橋梁的梁、樁及板等，可以明確管道中有無(wú)空隙，以便及時(shí)灌漿補(bǔ)充。（2）聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)來(lái)講，其已經(jīng)在能源與加工業(yè)中得到

6、廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，在橋梁工程疲勞裂縫檢測(cè)中已經(jīng)廣泛采用了聲發(fā)射檢測(cè)儀器。大多結(jié)構(gòu)材料在受力后，便會(huì)出現(xiàn)各種微結(jié)構(gòu)損傷，比如裂紋開裂、塑性變形等，此時(shí)，便可以通過(guò)聲波的方式進(jìn)行能量的釋放，聲反射檢測(cè)儀便能基于于荷載作用下，監(jiān)視橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部材料，另外，還能監(jiān)視結(jié)構(gòu)變化情況，并能提供早期報(bào)警。4.鋼管混凝土縫隙檢測(cè)實(shí)例分析某鋼管混凝土系桿拱橋的跨徑長(zhǎng)度為112m，啞鈴形拱肋。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)，經(jīng)錘擊檢查得知，部分截面鋼管與混凝土之間已脫開，造成拱肋受力不符合設(shè)計(jì)，但縫隙大小以及脫開的程度無(wú)法明確。為明確縫隙當(dāng)前的嚴(yán)重程度，指導(dǎo)灌漿，現(xiàn)運(yùn)用超聲波法來(lái)檢測(cè)此橋鋼管混凝土拱肋縫隙。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，分別在拱肋的

7、拱頂、l/4、l/8及拱腳等位置處，布均將置測(cè)區(qū)18個(gè)，各測(cè)區(qū)均將上下鋼管的頂面、兩側(cè)面及底面作為測(cè)點(diǎn)，一側(cè)進(jìn)行發(fā)射，一側(cè)則用于接收。在灌漿之后，為了能夠即刻對(duì)那些密實(shí)度不夠的區(qū)域進(jìn)行二次灌漿，在灌漿后進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，抽樣率100%，在灌漿前的全部測(cè)區(qū)以及測(cè)試截面上，重新開展對(duì)比測(cè)試。在工程現(xiàn)場(chǎng)，選擇與之同時(shí)期澆筑的同標(biāo)號(hào)混凝土構(gòu)件，設(shè)置12個(gè)測(cè)點(diǎn)，經(jīng)檢測(cè)得知，混凝土平均聲速為4200/ms；另將12個(gè)聲速測(cè)點(diǎn)布設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)沿拱肋脊部，經(jīng)測(cè)得知鋼材的平均聲速為5350m/s，而混凝土平均聲速與鋼材平均聲速比值為1.274</2，表明繞射波不會(huì)先于透射波達(dá)到，所以，可以用首波法來(lái)判斷缺陷。由檢測(cè)

8、結(jié)果得知，灌漿前，鋼管混凝土拱肋截面鋼管與混凝土之間已經(jīng)脫開，在近拱腳處較輕，近拱頂截面位置處有嚴(yán)重縫隙，一些截面縫隙的寬度甚至>30mm，不僅裂縫達(dá)，且連通性比較差，所以，適合運(yùn)用有較好滲透性能的化學(xué)漿材來(lái)灌漿。5.結(jié)語(yǔ)綜上，伴隨當(dāng)今交通事業(yè)的不斷發(fā)展，各交通方式的橋梁工程日漸活躍，而長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)橋梁的質(zhì)量情況，始終是相關(guān)部門關(guān)注的重點(diǎn)。針對(duì)橋梁工程進(jìn)行全面性的無(wú)損檢測(cè)，能夠診斷橋梁損傷情況與程度，還能對(duì)橋梁的承載能力、耐久性及可靠性進(jìn)行系統(tǒng)化評(píng)估，為橋梁健康、長(zhǎng)久運(yùn)行提供可靠保證。參考文獻(xiàn)：1龐姝. 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁樁基檢測(cè)中的應(yīng)用研究j. 工程技術(shù)：引文版， 2016（12）：00158-00158.2