王邦貴

(貴州省六盤水路橋發(fā)展總公司)

1 公路橋梁施工檢測(cè)的重要性

在公路橋梁建設(shè)過程中，由于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程材料缺陷、施工失誤等因素導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題屢見不鮮，所以在公路橋梁建設(shè)完工之后，對(duì)公路橋梁進(jìn)行品質(zhì)鑒定已經(jīng)成為業(yè)主最為關(guān)心的重要問題之一。公路橋梁產(chǎn)品檢驗(yàn)不同其他生產(chǎn)產(chǎn)品檢驗(yàn)，例如汽車、船舶、機(jī)械設(shè)備等批量產(chǎn)品可以通過破壞性原型試驗(yàn)來檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量，判斷其是否滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，但是公路橋梁結(jié)構(gòu)屬于單件生產(chǎn)，無法運(yùn)用破壞性原型實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)。加之，運(yùn)用目檢方法的檢驗(yàn)結(jié)果存在較大的主觀性，缺乏對(duì)公路橋梁整體品質(zhì)的客觀定量判斷，致使工程施工中和完工后存在的質(zhì)量隱患得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。當(dāng)前，對(duì)公路橋梁質(zhì)量檢測(cè)尚未形成一種科學(xué)、系統(tǒng)的量化檢驗(yàn)方法，在這種情況下，不僅有可能增加公路橋梁使用后的維修保養(yǎng)成本，甚至有可能發(fā)生橋毀人亡的事故。因此，加快對(duì)公路橋梁施工檢測(cè)技術(shù)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用突顯其必要性和重要性，尤其對(duì)于非破壞性檢驗(yàn)技術(shù)而言，因其具備的多種優(yōu)勢(shì)逐步受到了公路橋梁施工檢測(cè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

2 我國(guó)公路橋梁施工檢測(cè)的現(xiàn)狀分析

2.1 公路橋梁檢測(cè)的具體內(nèi)容及常規(guī)方法

(1)外觀檢測(cè)。主要的檢測(cè)內(nèi)容有表面缺陷及破損、裂縫的分布情況、裂縫寬度及深度、內(nèi)部缺陷等等;用于該環(huán)節(jié)的常規(guī)檢測(cè)方法有自測(cè)法、激光傳感器、熱像儀、超聲波檢測(cè)、玻璃纖維傳感器等等。

(2)應(yīng)力和繞度。檢測(cè)內(nèi)容包括變形和振動(dòng);檢測(cè)方法有激光檢測(cè)法和加速器傳感器。

(3)強(qiáng)度和剛度。這里強(qiáng)度和剛度主要是針對(duì)混凝土而言的，檢測(cè)內(nèi)容主要包括混凝土強(qiáng)度以及彈性模量;常用的方法為超聲波檢測(cè)以及回彈試驗(yàn)。

(4)擴(kuò)散深度。包括碳化深度、氧化深度、侵蝕深度等等;常用的檢測(cè)方法為鉆芯取樣法。

(5)鋼筋銹蝕。檢測(cè)的內(nèi)容包括銹蝕位置及銹蝕程度;常用的方法是自然點(diǎn)位法。

2.2 檢測(cè)方法中存在的問題

就公路橋梁表面缺陷檢測(cè)而言，目前仍以人工目檢方式作為主要手段進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。尤其對(duì)于混凝土公路橋梁來講，檢驗(yàn)和評(píng)估表面裂縫是重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)證實(shí)，裂縫是造成公路橋梁損壞的首要原因，其次是剝落、坑洼等質(zhì)量問題引起的橋梁損壞。當(dāng)公路橋梁出現(xiàn)使用缺陷后，要及時(shí)進(jìn)行檢查和觀測(cè)，在掌握缺陷特征的基礎(chǔ)上，分析造成缺陷的原因及其危害后果，根據(jù)缺陷的性質(zhì)確定修補(bǔ)方案，確保修補(bǔ)方案的可操作性。雖然近些年國(guó)內(nèi)外的一些專家學(xué)者在對(duì)路橋檢測(cè)的研究中取得了一些成果，但是這些成果在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用卻僅限于初步，想要普及推廣仍需一定的時(shí)間，特別是一些檢測(cè)方法在應(yīng)用中難度較大，如光導(dǎo)纖維植入式檢測(cè)法，這種檢測(cè)方法需要將具有檢測(cè)功能的光導(dǎo)纖維植入到路橋上，然后通過光纖的變形情況來判斷橋梁的損傷狀況。但是由于這種檢測(cè)方法的成本較高，并且施工也比較困難，目前仍未普及推廣使用。再如利用雷達(dá)和聲波等掃描分析對(duì)路橋進(jìn)行檢測(cè)，這種方法目前尚不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且成本相對(duì)較高，需要專業(yè)人員操作，這些影響了推廣使用。

3 幾種先進(jìn)的公路橋梁施工檢測(cè)技術(shù)

3.1 紅外熱像儀與雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)施工檢測(cè)技術(shù)的工作原理是利用發(fā)射短促的電磁脈沖形成電磁波，以獲取由電磁波在混凝土中各種異質(zhì)界面反射回來而產(chǎn)生的回波。雷達(dá)回波交替變化形成的波形，與公路橋梁混凝土發(fā)生病害以及產(chǎn)生裂縫后的狀況密切相關(guān)，卻存在解釋判讀較為困難的缺陷。紅外線熱像儀的工作原理是利用一臺(tái)紅外攝像機(jī)生成橋面溫度圖來檢測(cè)公路橋梁質(zhì)量。這種溫度圖像可以顯示在太陽光照射下混凝土開裂部位對(duì)應(yīng)橋面的“熱點(diǎn)”，該“熱點(diǎn)”是由于空氣稀薄的空腔如同絕熱體一樣，使其上的混凝土溫度上升過快而形成的。鑒于雷達(dá)與紅外線熱像儀施工檢測(cè)技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，可將兩種檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于公路橋梁施工大多數(shù)病害類型的檢測(cè)。

3.2 無線電施工檢測(cè)技術(shù)

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，美國(guó)曾研制開發(fā)了一款用于鋼橋疲勞損傷情況檢測(cè)的設(shè)備，它的主要原理是當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件出現(xiàn)裂縫時(shí)，裂縫的擴(kuò)大會(huì)伴隨產(chǎn)生出一定的應(yīng)力波，該設(shè)備能夠通過無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定出應(yīng)力波及其準(zhǔn)確位置，進(jìn)而確定出橋梁結(jié)構(gòu)是否存在問題。此外，美國(guó)聯(lián)邦公路局也相繼研發(fā)出了一種新的路橋施工檢測(cè)技術(shù)AE，即聲發(fā)射施工檢測(cè)技術(shù)。目前已有不少國(guó)產(chǎn)的聲發(fā)射類設(shè)備被應(yīng)用于公路橋梁施工檢測(cè)當(dāng)中，并且取得了一定的成效。該技術(shù)主要是通過分析各種材料中內(nèi)部裂紋的實(shí)際分布及發(fā)展?fàn)顩r，來判斷橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。它的主要原理是利用聲波來判斷材料內(nèi)部的缺陷，小波變換法便是在這一基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，目前該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)當(dāng)中。

3.3 光纖傳感技術(shù)

目前，光纖傳感器已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用，它能夠準(zhǔn)確測(cè)出100多種物理量，如溫度、壓力、電磁場(chǎng)、電流電壓、振動(dòng)頻率、輻射以及位移等等。光纖傳感技術(shù)的工作原理是當(dāng)光線受到拉壓時(shí)，使應(yīng)變發(fā)生位置處的布里淵散射光產(chǎn)生相應(yīng)的改變，并通過設(shè)備測(cè)量采集光纖溫度及布里淵頻移，獲取橋梁變形情況。利用“光損”檢測(cè)公路橋梁變形的大小，其精確度可達(dá)±0.02 mm;利用光脈沖反射傳輸時(shí)間確定橋梁變形位置，其誤差僅為±0.75 m。將以上兩種檢測(cè)手段結(jié)合使用，便可獲取公路橋梁整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)的變形量及其分布狀況。光纖傳感器可埋置于公路橋梁施工期間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工的自動(dòng)化長(zhǎng)期監(jiān)控。

3.4 自感應(yīng)施工檢測(cè)技術(shù)

感應(yīng)施工檢測(cè)技術(shù)具備廣闊的應(yīng)用前景，并以此基礎(chǔ)開發(fā)出來了多種多樣的傳感器，可以滿足橋梁各類物理量施工檢測(cè)需要。例如:加速計(jì)，主要用于測(cè)量、定位橋梁中鋼筋斷裂產(chǎn)生的應(yīng)力波;位移傳感器，主要用于測(cè)量橋梁翼墻位移情況;小型感應(yīng)裝置，可用于測(cè)量鋼筋銹蝕程度、混凝土氯離子含量以及混凝土導(dǎo)電率。這些檢測(cè)設(shè)備具備性能可靠、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可用于各類公路橋梁施工檢測(cè)之中。

4 結(jié)論

總而言之，公路橋梁施工檢測(cè)是一項(xiàng)較為系統(tǒng)且復(fù)雜的工作，由于影響路橋施工質(zhì)量的因素較多，從而給檢測(cè)工作增添了一定的難度。為了確保公路橋梁的整體質(zhì)量，要求檢測(cè)人員必須了解并掌握當(dāng)前最先進(jìn)的路橋檢測(cè)技術(shù)，并將之合理地應(yīng)用到實(shí)際工程項(xiàng)目當(dāng)中。只有這樣，才能進(jìn)一步確保路橋工程的整體質(zhì)量，進(jìn)而發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值和作用。

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