李 響

鞍山市建設工程質(zhì)量檢測中心

淺析道路橋梁檢測技術(shù)

李 響

鞍山市建設工程質(zhì)量檢測中心

道路橋梁是國家經(jīng)濟文化發(fā)展的命脈，發(fā)揮著重要的作用，為了適應我國高速發(fā)展，我國的道路橋梁進入大規(guī)模建設的時代，伴隨而來的質(zhì)量問題引起了社會廣泛關(guān)注，作為道路橋梁的質(zhì)量安全的保障的道路橋梁檢測技術(shù)顯的尤為重要，新的檢測技術(shù)的出現(xiàn)對我國的道路橋梁事業(yè)的發(fā)展起到促進作用。

道路橋梁；橋梁檢測技術(shù)；綜述

經(jīng)濟高速發(fā)展的需求帶動道路橋梁的進入了大規(guī)模建設期，但是，交通運輸業(yè)的高速發(fā)展與相關(guān)基礎(chǔ)設施建設相對落后之間的矛盾越來越突出，有相當一部分處于超期服役的狀態(tài)，人為損壞、老化以及承載力下降等現(xiàn)象十分突出，嚴重制約與威脅著交通事業(yè)的發(fā)展與人民群眾的生命財產(chǎn)安全。采用高效的檢測技術(shù)能夠讓技術(shù)人員準確了解道路橋梁的各項性能參數(shù)，有利于及時采用相關(guān)措施。

一、超聲檢測技術(shù)

科學技術(shù)的發(fā)展使得超聲檢測儀器從最初笨重的電子管單示波顯示型轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的半導體集成化、數(shù)字化甚至智能化的輕便儀器。同時，測量參數(shù)也更加多元化，從當初的單一聲速參數(shù)檢測發(fā)展為現(xiàn)在的聲速、波幅以及頻率等多參數(shù)檢測；其檢測效果也有了質(zhì)的飛躍，從最早的定性檢測發(fā)展為現(xiàn)在的定量檢測。

在進行道路橋梁檢測時，超聲波能夠穿透混凝土結(jié)構(gòu)并在其中傳播較遠的距離，并且使用安全，操作簡便。使用超聲儀器最為常用的方法就是穿透測法，但是利用該方法進行檢測時要求兩個相對測試面。因此，這限制了超聲檢測的應用范圍，例如，超聲檢測技術(shù)不適用于隧道中的襯砌、噴射混凝土等結(jié)構(gòu)或者在墻體、路面、跑道、護坡、護坦以及底板等方面。同時需要注意的是，因為是聲波穿透檢測，其缺陷信號的有效捕捉始終是制約其發(fā)展的瓶頸問題。因此，在對于道路橋梁進行檢測的過程中，我們通常采用比較多測點測試數(shù)據(jù)的方式，利用統(tǒng)計概率對數(shù)據(jù)進行處理，并對缺陷情況進行評估。

二、地質(zhì)雷達檢測技術(shù)

地質(zhì)雷達（又稱探地雷達，Ground Penetrating Radar，簡稱GPR）檢測技術(shù)是一種高精度、連續(xù)無損、經(jīng)濟快速、圖像直觀的高科技檢測技術(shù)。它是通過地質(zhì)雷達向物體內(nèi)部發(fā)射高頻電磁波并接收相應的反射波來判斷物體內(nèi)部異常情況。作為目前精度較高的一種物理探測技術(shù)，地質(zhì)雷達檢測技術(shù)已廣泛應用于工程地質(zhì)、巖土工程、地基工程、道路橋梁、文物考古、混凝土結(jié)構(gòu)探傷等領(lǐng)域。

地質(zhì)雷達儀器的構(gòu)成部分主要包括：控制單元、控制中心（通常是筆記本電腦）、發(fā)射天線以及接收天線。探地雷達的工作流程為：①檢測人員利用筆記本電腦能夠?qū)刂茊卧l(fā)出各種指令；②控制單元在接收到指令之后，可以同時向發(fā)射天線與接收天線發(fā)出觸發(fā)信號；③在發(fā)射天線觸發(fā)之后，它能夠向地面發(fā)射高頻脈沖電磁波（通常其頻率在幾十至幾千兆赫之間）；④電磁波在向下傳播的過程中會遇到不同電性的目標和界面等，或者當被探位置局域介質(zhì)不均勻體的時候，部分電磁波便可以被反射回地面，并由接收天線進行接收，接收到的信號會以數(shù)據(jù)的形式被輸送到控制單元，并最終傳回到筆記本電腦，以圖像的方式顯示出來。⑤通過對圖像進行處理與分析，就可以了解地下介質(zhì)的具體分布情況，檢測目的便也達到了。

三、聲發(fā)射法檢測技術(shù)

聲發(fā)射法的具體原理是，由于材料內(nèi)部微觀構(gòu)造不均勻或者存在性質(zhì)不同的缺陷，局部的應力集中會致使應力分布的不穩(wěn)定；材料的塑性變形、產(chǎn)生裂縫、裂縫擴展、失穩(wěn)斷裂等一系列過程能夠有效完成不穩(wěn)定高能狀態(tài)向穩(wěn)定的低能狀態(tài)的轉(zhuǎn)化；在整個應力松弛釋放的過程中，所釋放的部分應變能將會以應力波的形式想四周發(fā)射，我們稱之為聲發(fā)射。

以道路橋梁中的混凝土結(jié)構(gòu)為例，它在荷載作用下會產(chǎn)生變形。當這種變形超過設計要求，混凝土結(jié)構(gòu)便會出現(xiàn)裂縫，并通過彈性波的形式釋放出應變能（例聲能、熱能或者光能等）。在對其進行測試的時候，我們可以將聲發(fā)射感應器放置在待檢測部位，通過確定不同位置收到聲音的時間差，我們可以明確發(fā)生源（即裂縫部位）的具體位置。通過此種措施，我們可以比較詳細、準確地了解道路橋梁的內(nèi)部變化。同時，分析與研究發(fā)聲位置之后，裂縫的大小、種類、開裂速度、最大荷變應力都可以得到比較詳細地認識。

但是其最大的缺點是進行檢測非常容易受各種噪聲的影響，進而導致檢測精度的幅度下降；然而，該檢測方式是利用道路橋梁自身的內(nèi)部缺陷，因而可以實現(xiàn)連續(xù)的動態(tài)檢測。總體來說，聲發(fā)射檢測技術(shù)已經(jīng)應用較少。

四、沖擊回波法檢測技術(shù)

我國南京水利科學研究院在20世紀80年代末研制成功IES沖擊反射系統(tǒng)，并在大型模擬試驗板及工程實測實踐中取得了成功，使沖擊回波法在我國進入實用階段。沖擊回波法的測試原理是儀器通過機械沖擊器向物體表面發(fā)送短周期應力脈沖波，其中壓縮波（P波）在物體內(nèi)傳播過程中，當遇到內(nèi)部缺陷（如裂縫寬度＞0.03mm）時，波便不能穿透而產(chǎn)生反射，遇到表面邊界時也會發(fā)生反射，一旦波速確定，且選擇正確的沖擊器，就可通過單面測試準確地測得裂縫等缺陷的位置和深度，當構(gòu)件不存在缺陷時則可測得其厚度。

沖擊回波法通常為單面反射測試，因此它的測試比較方便和快速，測試結(jié)果也比較直觀。此方法可以實現(xiàn)“測一點判斷一點”，因此曾經(jīng)廣泛地應用于測定道路橋梁的瀝青混凝土或者混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷，但是這種方法由于是單點檢測，其檢測結(jié)果往往不全面，因此實際應用也比較少。

五、紅外熱像檢測技術(shù)

紅外熱像檢測技術(shù)是指運用紅外熱像儀探測物體各部分輻射出的紅外線能量，根據(jù)物體表面的溫度場分布狀況所形成的熱像圖，直觀地顯示材料、結(jié)構(gòu)物及其結(jié)合上存在的不連續(xù)缺陷的檢測技術(shù)。它是非接觸的無損檢測技術(shù)，即在技術(shù)上可作上下、左右對被測物非接觸的連續(xù)掃測，因此也稱紅外掃描測試技術(shù)。

紅外熱像檢測技術(shù)具有以下優(yōu)點：①在理論上，其探測器焦距為20cm至無窮遠，所以特別適合具有非接觸和廣視域等特點的大面積無損檢測；②該探測器只對紅外線響應，因此只要道路橋梁高于絕對零度（顯然會高于絕對零度），紅外線熱像監(jiān)測技術(shù)便可以工作，白天和晚上均可；③當前紅外熱像儀的溫度分辨率已經(jīng)高達0.1℃，因此檢測精度有技術(shù)保證；④紅外熱像儀的可測溫度范圍在-50℃-2000℃之間，具有非常廣闊的探測空間；⑤攝像速度在1幀每秒至30幀每秒之間，靜態(tài)的常規(guī)檢測和動態(tài)的跟蹤探測都適用，檢測模式的選擇更加靈活。

總而言之，橋梁檢測是一個多學科交叉的系統(tǒng)工作，需要各個環(huán)節(jié)都做好才 能達到一個最優(yōu)的效果。為了保證橋梁的安全運營，必須經(jīng)常對橋梁結(jié)構(gòu)進行檢測，橋梁結(jié)構(gòu)檢測已成為橋梁結(jié)構(gòu)安全養(yǎng)護和保障正常使用的主要技術(shù)手段。

［1］盧彭真等.無損檢測技術(shù)在道路橋梁中的應用與發(fā)展［J］.公路交通技術(shù).2004 （12）.

［2］余志雄.地質(zhì)雷達數(shù)字處理技術(shù)研究及地質(zhì)雷達技術(shù)在水電工程中的應用［D］.武漢大學碩士論文，2003，（6）