趙文勝

（廣東冠安建設工程質量檢測有限公司 廣東中山 528400）

0 引言

在橋梁工程施工中，質量檢測是十分重要的環(huán)節(jié)?，F如今，社會經濟發(fā)展迅速，橋梁工程建設數量和規(guī)模均不斷增加，社會各界對于橋梁工程施工質量的關注度不斷提升。隨著科學技術的快速發(fā)展，橋梁工程檢測技術類型越來越多，其中，無損檢測技術優(yōu)勢明顯，因此，對無損檢測技術在橋梁工程檢測中的應用進行深入研究迫在眉睫。

1 無損檢測技術

在以往的橋梁工程檢測中，一般采用破壞性檢測方式，即隨機選擇檢測點進行鉆孔取樣，對樣本進行檢測分析，進而判斷橋梁工程施工質量。但是，這種傳統(tǒng)的質量檢測方式存在很多弊端：①鉆孔點選擇具有隨機性特征，容易造成部分區(qū)域遺漏，取點位置可能不具有代表性，導致檢測結果可靠性降低。②在鉆孔取樣中不可避免地會對橋梁工程造成損傷，甚至還會對橋梁工程結構性能造成不良影響。與傳統(tǒng)的橋梁工程質量檢測技術相比，無損檢測技術優(yōu)勢明顯，不會對橋梁工程結構造成損害，通過對檢測所得參數進行分析，即可評估橋梁工程結構特征以及使用性能。無損檢測技術為一種新興技術類型，可充分利用聲、電、光等特性，對橋梁工程結構進行深入檢測，進而準確判斷橋梁工程結構損傷以及質量隱患。

2 橋梁無損檢測技術的作用

橋梁工程在促進社會經濟發(fā)展，保障行人行車安全方面發(fā)揮著十分重要的作用。與常規(guī)建筑工程相比，橋梁工程建設具有點多、線長以及面廣等特征，施工時間比較長，在具體的施工過程中，很多環(huán)境因素以及人為因素均可能會對橋梁工程施工質量造成不良影響，這就要求做好橋梁工程質量檢測。

在橋梁工程檢測中，需要對橋梁工程關鍵構件以及施工材料進行檢測，并根據檢測結果判斷橋梁工程施工質量。通過將無損檢測技術應用于橋梁工程施工檢測中，不會對橋梁結構造成不良影響，同時還可準確獲得橋梁工程性能以及質量參數。通過將各類參數與橋梁工程建設標準進行比較分析，即可判斷出橋梁工程質量以及安全隱患，施工單位可據此采取有效的整改措施，延長橋梁工程使用壽命。

3 橋梁無損檢測技術類型

3.1 超聲波技術

在橋梁工程無損檢測技術類型中，超聲波技術的應用比較常見。超聲波技術的應用原理為，在聲波發(fā)送以及傳輸過程中可與結構接觸，即可確定結構內部實際情況，如圖1所示。當聲波在傳遞過程中觸碰到橋梁工程結構時，即可產生低頻應力濾波，當接受器接收到反射波并進行處理后，即可獲得橋梁工程結構檢測結果，據此評估橋梁工程結構內部是否存在質量隱患。

3.2 光纖傳感技術

有些橋梁工程建設規(guī)模比較大，結構復雜程度較高，如果采用傳統(tǒng)的檢測技術或者超聲波技術，無法滿足實際檢測需要，對此可采用光纖傳感技術。在光纖傳感技術的應用中，能夠依據物理指標變化實際情況得出不同的檢測效果，有效提高橋梁工程檢測效率，其應用原理如圖2所示。

圖1 超聲波檢測原理

圖2 光纖傳感信號處理系統(tǒng)原理

3.3 雷達檢測技術

在橋梁工程雷達檢測技術的應用中，需對橋面發(fā)射頻率較高的電磁波，雷達技術的應用原理與超聲波技術技術大致相同，通過對波在介質中的傳播特征進行分析，即可了解橋梁工程結構內部實際情況。在雷達技術的應用中，能夠快速準確地檢測出橋梁工程那內部結構的損壞問題。

3.4 沖擊回波技術

沖擊回波檢測技術是一種以應力波為原理的檢測技術，在具體的檢測過程中，通過對應力波反發(fā)射情況進行分析，即可判斷橋梁工程結構內部是否有缺陷問題。在沖擊回波法的應用中，可對橋梁工程結構進行連續(xù)快速檢測，在獲得檢測結果后，還可將檢測結果以三維成像方式展現，進而有效提升橋梁工程無損檢測可視性特征。沖擊回波法的應用原理為，首先激發(fā)短時機械沖擊，使其能夠產生低頻應力波，在低頻應力波傳輸過程中，如果遇到橋梁工程結構缺陷，即可反射，接收器可接收到反射回來的應力波，然后再將其輸入信號處理設備中，對信號幅值譜進行分析，進而判斷橋梁工程內部缺陷，其應用原理如圖3所示。

圖3 沖擊回波技術原理

3.5 射線檢測技術

射線檢測技術，是一種更加高科技的檢測技術，它能夠利用X射線或者伽瑪射線，對橋梁進行檢測并生成一定的圖譜，便于人們的觀察。另外，射線檢測技術也能夠檢測出損害發(fā)生的具體位置，還能夠檢測出損壞的程度，其檢測精度非常之高，它們能夠為橋梁的養(yǎng)護與管理提供非常重要的數據。與此同時，射線檢測技術還存在許多的缺陷。它本身的科技含量就非常之高，其使用的成本也非常之高，因此只適合小范圍，小規(guī)模的使用，并不適合廣泛地推廣。

3.6 激光技術

在實際應用的過程中，激光技術主要用于橋梁工程路面情況的檢測工作，其所涉及到的原理主要包括衍射原理、光電反射原理以及光時差原理等。其中，衍射原理主要是指激光在進行傳輸的過程中，一旦路徑上有狹縫出現會發(fā)生衍射的現象，在此過程中，通過不斷對狹縫的寬窄進行調節(jié)，可以獲得明暗面相接的圖像并建立一定的聯(lián)系。因此，相關人員通過對狹縫寬度改變的情況進行研究，可以對橋梁工程的質量進行一定的判斷。另一方面，光電反射所應用的原理主要是激光與光電的強度之間存在直接的相關性，對此，檢測人員通過光電轉換器等設備的使用，可以將光能轉化為電能，并按照預定的光電位移的狀況進行相關計算，從而得到彎沉位移的準確情況。此外，光時差原理主要是通過對于激光在短距離內傳輸所產生的時差進行記錄與分析，從而對橋梁工程所具有的均勻度進行有效的判斷。

3.7 電化學檢測技術

混凝土中的鋼筋受到各種因素影響會發(fā)生腐蝕問題，此時就會出現化學反應，工作人員可以結合化學反應情況對鋼筋腐蝕的具體情況進行評價。從當前人們運用的檢測方法可知，電化學檢測可以對混凝土的碳化深度進行分析，進而可以很好地掌握混凝土受到腐蝕的具體情況。在評定工作中，技術人員可以參照我國橋梁工程的評價標準進行檢測。工作人員還需要根據橋梁的情況，如上下結構、橋面以及支座等進行集中檢測，對所出現的重大問題進行集中處理，從而保障橋梁工程的安全性。

4 橋梁工程概況

在本次研究中以某橋梁工程為研究對象，該橋梁工程橋長為245m，為大跨徑預應力混凝土橋梁。采用后張法預應力施工技術，橋梁工程上部結構為，鋼筋混凝土預制箱梁，箱梁跨度為32.3m，采用單箱單室截面形式。在本次無損檢測中，主要對箱梁結構內部缺陷進行檢測，綜合考慮橋梁工程實際情況以及施工技術條件，選用沖擊回波法進行橋梁工程無損檢測。

5 沖擊回波法在橋梁檢測中的應用

5.1 沖擊回波信號原理分析

5.1.1 時域T分析

當應力波在混凝土結構中傳播時，其傳播速度V為定值，并且與結構底面以及缺陷面有較大差異，因此，對于混凝土結構厚度以及缺陷的范圍，可根據公式（1）進行計算。

式中：t-從應力波發(fā)射至接收的間隔，s；as-與構件截面幾何形狀相關的系數。

5.1.2 頻域分析

在收集信號后，可將其傳遞至傅立葉變換裝置中對頻域進行分析，通過對頻譜圖進行分析，即可判斷結構缺陷，如公式（2）所示，可推算出混凝土厚度以及缺陷位置，對于混凝土以及鋼結構界面，可根據公式（3）進行計算。

式中：h-表面或缺陷深度；f-應力波共振頻率。

5.2 沖擊回波法的具體應用

5.2.1 儀器選擇、測點布置及表面處理

對于橋梁工程沖擊回波檢測設備，可分為手動激振以及自動激振兩種類型，其中手動激振設備的沖擊強度有一定差異，可能會影響檢測結果準確性和可靠性。綜合考慮實際情況，在該橋梁工程沖擊回波檢測中采用IES掃描式沖擊回波測試儀，該檢測設備不僅檢測效率較高，并且自動化水平高，檢測速度快。為了對該橋梁工程施工質量進行全面細致的評估，要求對于6孔箱梁、18根橫向預應力管道均進行無損檢測，對于各個管道，要求采用隨機分布方式設置10個測試點，而對于各個測試點則應重復測試3次。需要注意，在沖擊回波法的實際應用中，在選擇檢測對象時，要求檢測對象表面不能有孔洞、蜂窩等質量問題，避免對傳感器信號造成不良影響。因此，在應用沖擊回波檢測設備前，在選擇好測試對象后，需采用砂輪對檢測對象表面進行打磨處理。除此以外，對于預應力管道埋深，要求控制在80cm以內，本工程波紋管與頂板之間的距離在20～40cm之間，因此符合要求。

5.2.2 數據測定和頻譜圖分析

在該橋梁工程無損檢測中，以6#箱梁的一根波紋管為例，對檢測結果進行分析。在該波紋管上，共設置有2出測點，6#箱梁中某波紋管測量結果如圖4所示，通過對圖4進行分析可見，頻率圖上有兩處明顯的峰值，第一為頂板厚度，根據公式（2）進行計算，h為40cm，符合實際情況；第二為鋼絞線位置，根據公式（3）進行計算，h為15cm，符合實際情況。

圖4 6#箱梁中某波紋管測量結果

6 結語

綜上所述，本文主要結合實例對無損檢測技術在橋梁工程結構質量檢測中的應用方式進行了詳細探究，與傳統(tǒng)的鉆孔取樣檢測方式相比，無損檢測技術優(yōu)勢明顯，不僅不會對橋梁工程外觀結構造成不良影響，同時還能夠對橋梁工程結構內部質量進行快速準確的檢測，為橋梁工程施工質量改進提供可靠依據，進而延長橋梁工程使用壽命。