廖俊瑜,毛江濤
(1.衡水市公路工程總公司;2.中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司)
橋梁無損檢測技術(shù)一般指在不影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用或結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的基礎(chǔ)上,采用非破壞性手段,通過檢測橋梁的某些物理指標(biāo)以來判定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能是否發(fā)生改變的檢測方法。相比較于其它的一些常規(guī)檢測方法,無損檢測技術(shù)具有一下特點(diǎn)和優(yōu)勢。
(1)屬于非破壞性試驗(yàn),對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力(正常使用)性能不產(chǎn)生任何影響。
(2)可經(jīng)行全方位檢測,無需二次修復(fù)處理,檢測方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用,快捷方便。
(3)可對(duì)混凝土構(gòu)件內(nèi)、外部缺陷(孔洞、開裂、碳化和鋼筋銹蝕等)進(jìn)行全面檢測。
(4)可用于大型建筑或使用年限已很長的危險(xiǎn)建筑進(jìn)行檢測和鑒定。
(5)檢測儀器簡單,易操作。
橋梁無損檢測的常規(guī)內(nèi)容有:混凝土的強(qiáng)度、局部缺陷(孔洞、開裂等)檢測;內(nèi)部鋼筋的數(shù)量、位置、保護(hù)層碳化及鋼筋銹蝕情況的檢測;混凝土裂縫開展情況及其它耐久性指標(biāo)檢測;橋梁結(jié)構(gòu)變形的常規(guī)性檢測。
橋梁結(jié)構(gòu)是我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中很重要的組成成分,尤其是在西部高原和一些多山的省份,隨著我國經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展,越來越多的橋梁工程出現(xiàn)在高速公路建設(shè)之中。但是長時(shí)間以來,很多人甚至一些業(yè)界人士都未能發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問題,尤其是在混凝土橋梁中隨著服役時(shí)間的推移,很多混凝土橋梁工程由于其自身混凝土耐久性不足,而發(fā)生結(jié)構(gòu)失效或退出工作的案例時(shí)有發(fā)生。其主要表現(xiàn)為混凝土損傷、鋼筋的銹蝕、混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力下降三個(gè)方面。這些因素將影響到結(jié)構(gòu)的外觀、使用功能和壽命、甚至?xí)档徒Y(jié)構(gòu)的安全性,成為引發(fā)重大事故的危險(xiǎn)源,嚴(yán)重威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
目前我國存在的混凝土橋梁中,存在問題較為嚴(yán)重的一般屬于在建國前,大躍進(jìn)時(shí)期,文化大革命及改革開放的最初期修建的。因此由于科技發(fā)展和國家宏觀建設(shè)的限制,其中很大一部分橋梁在建設(shè)初期并未考慮混凝土耐久性和在正常使用階段結(jié)構(gòu)老化,安全性降低等因素。尤其是近十幾年來,橋梁結(jié)構(gòu)所承載的交通流量和車載的迅猛增加,滋生了很多的安全隱患。目前不少橋梁的結(jié)構(gòu)承載力和安全儲(chǔ)備都有不同程度的下降和不足。因此,對(duì)現(xiàn)有橋梁特別是建設(shè)年代較早的橋梁進(jìn)行安全性檢測,從而進(jìn)行分析研究了解其安全性,并根據(jù)不同的等級(jí)進(jìn)行分級(jí)治理,或維修加固或拆除重建具有重要的研究意義。才能最大程度的保障廣大人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。
此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用瞬間應(yīng)力波原理為技術(shù)依托,通過在結(jié)構(gòu)便面使用器物發(fā)生瞬間的機(jī)械撞擊以產(chǎn)生低頻率應(yīng)力波,并記錄傳導(dǎo)至結(jié)構(gòu)內(nèi)部,經(jīng)斷點(diǎn)或接觸面反射回來的低頻波。然后通過對(duì)記錄的波進(jìn)行分析,可以較為準(zhǔn)確的知道結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否產(chǎn)生損傷,或者損傷的位置,甚至可以大體得知結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的大小等信息。由于是通過電波來檢測,因此超聲波檢測技術(shù)一般用于橋梁結(jié)構(gòu)的梁板柱及光管混凝土的內(nèi)部裂縫檢測和維護(hù)。
此項(xiàng)技術(shù)通過利用光纖對(duì)某些物理量的特殊敏感性,將不可度量的外部物理量轉(zhuǎn)化成可以直接進(jìn)行測量的光纖信號(hào)技術(shù)。我國最早由同濟(jì)大學(xué)、重慶大學(xué)和哈工大等對(duì)附加光線傳感器技術(shù)的橋梁進(jìn)行理論性研究,并其后運(yùn)用于橋梁檢測維護(hù);重慶大學(xué)更是把其對(duì)光纖傳感技術(shù)的研究成果運(yùn)用在重慶槽坊立交橋的長期在線動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程健康監(jiān)測中,充分證實(shí)了光纖傳感檢測技術(shù)的可行性。而且光纖應(yīng)檢測技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有不受環(huán)境因素的限制,絕緣耐高壓耐腐蝕,能在各種復(fù)雜的環(huán)境下良好運(yùn)行,還具有體積小,重量輕,可做成任意形狀的傳感器陣列、精度高、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但是價(jià)格因素一直是困擾此項(xiàng)技術(shù)高速發(fā)展的絆腳石。
相比超聲波技術(shù),探底雷達(dá)技術(shù)則是利用高頻的電磁脈沖波通過寬頻帶脈沖的形式作用到檢測體,根據(jù)波在傳導(dǎo)過程中所遇介質(zhì)的不同,對(duì)回收波進(jìn)行分析研究的一種新型檢測方法。它不僅能準(zhǔn)確定位損傷的形狀、深度和大小,而且由于操作方面,可以進(jìn)行大面積區(qū)域的檢測。此項(xiàng)技術(shù)目前主要用于橋梁面層厚度,基礎(chǔ)密實(shí)度,含水量和擋土墻的損傷缺陷檢測。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展,尤其是在交通運(yùn)輸方面的大力投資和建設(shè),在一些已完工的項(xiàng)目中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些安全性問題和隱患,因此對(duì)橋梁的檢測提出來更高的要求。無損檢測技術(shù)作為應(yīng)用于橋梁檢測的一種新的且行之有效科學(xué)技術(shù)是一科多學(xué)科綜合的應(yīng)用型技術(shù)。毫不夸張的講無損檢測技術(shù)不僅可以促進(jìn)社會(huì)工業(yè)和整個(gè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而且從某種角度上來講,它甚至可以作為衡量一個(gè)國家工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度。因此,無損檢測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有非常重要的科學(xué)和社會(huì)意義。
:
[1]李穎.橋梁無損檢測與研究發(fā)展[J].中外公路,2009,(1).
[2]劉沐字等.橋梁無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中外公路,2002.
[3]張俊平.橋梁檢測[M].北京:人民交通出版社,2002.
[4]張麗卿,韓兵康,李春祥.基于振動(dòng)的土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷研究進(jìn)展[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2004,(10):136-138.