■瞿柯飛,宋吉偉 ■貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550001
伴隨著社會經濟的高度發(fā)展,橋梁工程數量以及建設規(guī)模逐步擴大,人們愈發(fā)關注橋梁無損檢測技術。它是一種現代技術手段,它在橋梁安全、長期使用中發(fā)揮著決定性作用。近年來,橋梁工程事故的出現,更加突顯了無損檢測技術的在橋梁建設中的地位。因此,本文對于無損檢測技術的探究對橋梁工程建設具有深遠影響。
在科學技術日新月異的今天,橋梁技術高度發(fā)展,橋梁結構損傷評判工作對儀器的依賴程度越來越大。而無損檢測技術作為一種現代檢測技術,側重對宏觀力學性能和缺陷的檢測,這兩者與結構安全緊密相關,其在橋梁工程中的實際應用具體包含以下三種因素:其一,橋梁建設所需材料的特性;其二,檢測方法與儀器。近年來,無損檢測技術被廣泛地應用在橋梁檢測環(huán)節(jié)。橋梁包含多種組成材料,它是一個大型綜合系統(tǒng),涵蓋多種結構組合,各個組成部分存在較大差別,因此,這大大增加了橋梁檢測難度,拓展了橋梁檢測范圍,如何科學劃分橋梁檢測項目已經成為檢測人員急需解決的基本問題。在此種背景下,專家學者紛紛進行了大量的研究,并提出一些新的分類標準;其三,適當選擇物理量,本文中的物理量可全面映射橋梁性能,同時,還應明確物理量內部關聯。
在橋梁損傷辨別過程中,我們應高度重視影響程度嚴重的損傷,并以此為切入點,可將橋梁損傷主要劃分成結構受力以及工程材料這兩種損傷類型。現階段,在橋梁工程建設中,鋼筋和混凝土為最基本也是最重要的結構材料。眾所周知,橋梁損傷程度和發(fā)展直接取決于橋梁自身特性和受力情況,從材料層面來說,具體體現在疲勞損傷以及鋼筋銹蝕這兩方面。
混凝土作為一種復合材料,它具有一定的復雜性。對于混凝土構件而言,在投入使用前期,早已存在裂縫,這是因為混凝土凝結與干縮共同作用才引起的。同樣在鋼筋中也存在相同缺陷,因冶煉過程中存在雜質,這不僅在微觀層面對鋼材連續(xù)性產生影響,還會引發(fā)鋼材銹蝕,這是電化腐蝕現象產生的根本原因。
從結構受力層面來說,在橋梁的使用過程中,需要經歷多個負載作用,其中最為頻繁的便是豎向負載作用,同時,還會忍受自然環(huán)境的影響,削弱橋梁構件性能,對結構受力產生損傷,出現裂縫。另外,因基礎沉降的作用,外加構件預應力損失的影響,導致應力重新分布,同時在結構環(huán)境等多種因素的影響下,損傷機理分析呈現多樣化以及微小化[1]。
分析橋梁無損檢測技術發(fā)展進程可知,它與混凝土無損檢測技術緊密相連,其中前者經過多年發(fā)展,截止到目前為止,經歷了多個階段,從表面壓痕技術過渡到共振測量,再到超聲波脈沖檢測,使得混凝土工程檢測體系更加完善,并為混凝土無損檢測奠定了扎實的技術保障。在此背景下形成橋梁無損檢測,并不斷發(fā)展。在科學技術的促進下,橋梁無損檢測研究取得了理想的成績,研制出了多種先進技術,例如,紅外熱譜技術[2]。
在原有的橋梁檢測技術中,主要應用動靜載試驗以及目測,同時,還會應用其它檢測技術。對于靜載試驗一般被應用在橋梁撓度檢測以及應變能力測試過程中,輔以目測,進而實現綜合評判,確保評判結果準確、可靠。檢測橋梁裂紋時,液體滲透是應用最多的無損檢測技術,有時也會應用磁分子等方法;檢測鋼橋體積損傷程度時,主要通過X 射線攝像進行檢測,找到缺陷;在檢測混凝土橋時,整體結構以及局部構造分別采用不同的檢測技術,在整體結構檢測中一般應用負載試驗,并結合模態(tài)分析,在局部檢測中應用超聲波等多項技術。
另外,在當前橋梁檢測中所使用的無損檢測技術除上述幾種技術外,還包含較多其它檢測方法,例如,激光雷達檢測。它們被大面積應用在橋梁撓度、損傷程度等多項檢測工作中。然而,無損檢測技術在橋梁結構中的實際應用環(huán)節(jié)仍然存在不足之處,例如,X 射線檢測法不僅具有放射性危險,并對檢測空間提出了較高的要求,它并不適用于所有混凝土的檢測,僅僅適用于特定厚度的混凝土;還有超聲檢測可準確檢測鋼結構,但在向異性材料檢測中存在不足,檢測成本投入較多,檢測結果缺少真實性;紅外檢測法一般被應用在遠距離檢測診斷中,檢測效率較高,但檢測成本投入較多,還會對交通流量產生負面影響;局部檢測依賴人工搜索,雖然會浪費較多的時間和人力,且真實性差,但是,從整體層面上來說,人工檢測比較適用于中小規(guī)模的橋梁。
伴隨著技術進步以及研究力度的加大,無損檢測技術取得了一定成績,其中在振動測試數據方面的發(fā)展更加明顯。針對橋梁結構構建動力模型,同時,憑借振動測試數據來調整橋梁模型參數,進而更加形象、系統(tǒng)化地映射該項技術的具體的損傷辨別能力。在研究振動模型分析檢測技術的過程中,結構動力響應發(fā)揮著重要作用,它可評判橋梁橋梁整體情況。若橋梁結構自身特性發(fā)生改變,應利用結構振動模型充當研究權數量,并通過模態(tài)前后所對應的變化量圍繞橋梁結構損傷進行加權處理,這便于損傷辨別,還可促進結構單元損傷的準確定位。
分析無損檢測技術研究進展可知,由美國聯邦發(fā)起的無損檢測技術項目涵蓋多項現代技術,研究范圍更加廣泛,研究規(guī)模相對較大,具體包含以下五種無損檢測技術[3]。
該系統(tǒng)由地面滲透雷達以及熱成像系統(tǒng)等多個部分共同組成,其中地面滲透雷達主要通過脈沖雷達、信號加工和成像以及光柵技術,形成平面與立體橋面板內部圖像。
該系統(tǒng)憑借無線電完成全橋監(jiān)測工作,輔以GPS 技術來測量橋梁形變程度,并通過TRIP 鋼傳感器對橋梁進行監(jiān)測,判定其是否存在超載現象,它肩負監(jiān)測橋梁整體性能與監(jiān)控橋梁健康的重任[4]。
該項技術包含多種系統(tǒng)以及多個技術,例如,磁漏探測技術。
多種系統(tǒng)、多個設備以及傳感器等共同組成該系統(tǒng),它主要應用在橋梁裂紋檢測環(huán)節(jié)。
振動檢測主要包含強迫振動以及激光振動這兩種方法,旨在通過該項目的研究來更好地應用到橋梁下部結構判定、斜拉索索力測試和無損檢測工作中。
無損檢測技術既可保障橋梁建設質量,還強調以人為本的現代發(fā)展理念,它在橋梁建設以及社會發(fā)展中發(fā)揮著深遠影響。無損檢測技術在新橋設計中占據著一定位置,它是一項綜合工程,我們應加大在無損檢測技術中的研究力度,將其有效滲透到橋梁檢測系統(tǒng)中,進而打造更多優(yōu)質橋梁工程,確保人們的安全出行以及社會的穩(wěn)定發(fā)展。
[1]牟云,韓彬.橋梁無損檢測技術的研究現狀與發(fā)展[J].城市建設理論研究(電子版),2013(16).
[2]羅華.道路橋梁無損檢測技術的應用分析[J].城市建設理論研究(電子版),2013(34).
[3]王計寶.橋梁無損檢測技術的現狀研究[J].中國機械,2015,(1):114-115.
[4]譚松.道路橋梁無損檢測技術的應用探析[J].建筑工程技術與設計,2014(29):439-439.