摘要：相較于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)技術(shù)可以不破壞橋梁結(jié)構(gòu)，且檢測(cè)結(jié)果更加可靠和精準(zhǔn)。首先，闡述了無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)與檢測(cè)內(nèi)容；其次，分析了橋梁檢測(cè)中圖像處理技術(shù)、超聲波透射檢測(cè)技術(shù)等的應(yīng)用原理；最后，以某橋梁項(xiàng)目為例，選用超聲波透射法對(duì)橋梁樁基完整度進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證了檢測(cè)技術(shù)獲取結(jié)果的精準(zhǔn)性，值得在后續(xù)類似項(xiàng)目中推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞；無損檢測(cè)""超聲波透射法""橋梁樁基""波速""波幅

Practical"Application"of"Non-Destructive"Testing"Technology"in"Bridge"Inspection

QI"Xuan"HUANG"Wenbo*

Sichuan"Jiaoda"Engineering"Detection"Consulting"Co.，"Ltd.，"Chengdu，"Sichuan"Province，"610000"China

Abstract："Compared"with"traditional"testing"technologies，"non-destructive"testing"technology"can"avoid"damaging"bridge"structures，"and"the"testing"results"are"more"reliable"and"accurate."This"article"first"elaborates"on"the"characteristics"and"testing"content"of"non-destructive"testing"technology."Secondly，"it"analyzes"the"application"principles"of"image"processing"technology"and"ultrasonic"transmission"testing"technology"in"bridge"testing."Finally，"taking"a"certain"bridge"project"as"an"example，"the"ultrasonic"transmission"method"is"selected"to"test"the"integrity"of"the"bridge"pile"foundation，"verifying"the"accuracy"of"the"results"obtained"by"the"testing"technology，"which"is"worth"promoting"and"applying"in"similar"projects"in"the"future.

Key"Words："Non-destructive"testing;"Ultrasonic"transmission"method;"Bridge"pile"foundation;"Wave"velocity;"Amplitude

近年來，我國橋梁建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大，對(duì)橋梁施工質(zhì)量提出了新要求。尤其是橋梁質(zhì)量直接影響橋梁結(jié)構(gòu)可靠性、承載力和耐久性，不管是新建橋梁還是服役橋梁都要進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)時(shí)了解橋梁結(jié)構(gòu)病害并采取科學(xué)的防治措施?；跇蛄簷z測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，無損檢測(cè)技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用，可在不破壞橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上獲取更加精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。

1"無損檢測(cè)技術(shù)的概述

1.1"技術(shù)特點(diǎn)

傳統(tǒng)有損檢測(cè)技術(shù)會(huì)破壞橋梁結(jié)構(gòu)，且檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度不高。而無損檢測(cè)技術(shù)可在不影響橋梁結(jié)構(gòu)下進(jìn)行，同時(shí)檢測(cè)參數(shù)和方法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，顯著提升了檢測(cè)精準(zhǔn)度。橋梁檢測(cè)中，無損檢測(cè)技術(shù)具備以下特點(diǎn)。

1.1.1"非破壞性

無損檢測(cè)指的是根據(jù)橋梁異常結(jié)構(gòu)或缺陷部位形成的差異熱、聲、光等反應(yīng)變化確定病害類型，主要使用物理和化學(xué)方法，判別橋梁質(zhì)量缺陷較為準(zhǔn)確，而且可以獲取橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的分布狀態(tài)、數(shù)量等指標(biāo)[1]。

1.1.2"互容性

無損檢測(cè)技術(shù)具備極強(qiáng)的互容性，利用不同類型的無損檢測(cè)技術(shù)，能夠相互驗(yàn)證橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的檢測(cè)數(shù)據(jù)與結(jié)果，而且這個(gè)過程只需要轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)就能確定偏差。

1.2"檢測(cè)內(nèi)容

1.2.1"內(nèi)部缺陷

利用無損檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行有效識(shí)別，并確定其具體位置、形狀與分布狀態(tài)等情況，判斷其對(duì)橋梁安全性和可靠性產(chǎn)生的影響。在橋梁結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)過程中，考慮到結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，通常要綜合使用多組無損檢測(cè)技術(shù)才可以獲取橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的實(shí)際程度。

1.2.2"結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)是一項(xiàng)重要內(nèi)容。在橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)過程中，應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)可以判斷結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問題、是否安全和可靠，這也是橋梁質(zhì)量驗(yàn)收的重要依據(jù)[2]。利用無損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)強(qiáng)度變化，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度下降問題并分析形成原因，然后采取科學(xué)和合理的加固措施。

2"橋梁檢測(cè)中無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1"圖像處理技術(shù)

圖像處理技術(shù)是指利用激光或紅外成像技術(shù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，形成橋梁結(jié)構(gòu)的整體圖像信息，然后通過數(shù)字化技術(shù)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理[3]。專業(yè)人員通過觀察和分析橋梁結(jié)構(gòu)圖像就可以判斷是否存在缺陷，確定缺陷的分布、位置、形狀等。例如：利用激光全息影像技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)橋梁關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)的快速檢測(cè)，且獲取的檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確；利用紅外線成像技術(shù)，通過熱敏傳感器進(jìn)行橋梁數(shù)據(jù)收集，通過各項(xiàng)指標(biāo)差異分析，確定橋梁是否存在質(zhì)量缺陷，檢測(cè)效率高、結(jié)果準(zhǔn)確。

2.2"超聲波透射檢測(cè)技術(shù)

超聲波透射檢測(cè)技術(shù)指利用超聲波穿透待檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)獲取數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)判斷是否存在質(zhì)量缺陷。超聲波是一種頻率高、波長短和高分辨率的高頻脈沖波，能夠快速"準(zhǔn)確地檢測(cè)橋梁的隱蔽缺陷。從理論層面分析，以橋梁混凝土樁基檢測(cè)為例，若無質(zhì)量缺陷，則形成的聲學(xué)參數(shù)無變化；若存在質(zhì)量缺陷，則聲阻存在一定差異性，形成的聲波線也有區(qū)別[4]。質(zhì)量缺陷部位會(huì)吸收部分聲波，導(dǎo)致聲波衰減，且波幅降低，缺陷處形成聲陰影。根據(jù)超聲波傳播階段形成的波形、頻率、波幅等關(guān)鍵參數(shù)變化情況，就能判斷橋梁樁基是否存在質(zhì)量缺陷，并確定缺陷的分布、位置和程度。

2.3"射線探傷檢測(cè)技術(shù)

射線探傷檢測(cè)技術(shù)是橋梁檢測(cè)中的一種常規(guī)檢測(cè)技術(shù)，是指在待檢橋梁指定位置安裝敏感底片實(shí)現(xiàn)探傷，可以有效地識(shí)別結(jié)構(gòu)中的空洞部位、程度與鋼筋斷裂位置。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，向待檢橋梁發(fā)射等射線，并采集穿透后產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，然后判斷橋梁是否存在質(zhì)量缺陷，整個(gè)過程不會(huì)破壞橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量[5]。使用該技術(shù)時(shí)，必須具備充足的探測(cè)源量，且射線發(fā)射強(qiáng)度滿足規(guī)定要求，由此檢測(cè)結(jié)果才真實(shí)和精準(zhǔn)。若射線探測(cè)強(qiáng)度較弱，則難以獲取高清圖像數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響判斷結(jié)果。

3"實(shí)例分析

3.1"工程概況

某橋梁項(xiàng)目地質(zhì)勘查報(bào)告揭示施工現(xiàn)場(chǎng)為軟土層，各土層類型與物理性能參數(shù)見表1。土層整體滲透性不足，且含水量較大，此處擬規(guī)劃修建一座橋梁，設(shè)計(jì)采用樁柱墩，橋臺(tái)設(shè)計(jì)為蓋梁樁基柱式，墩臺(tái)為旋挖鉆孔灌注樁。為吧使橋梁樁基結(jié)構(gòu)性能滿足規(guī)定要求，通過超聲波透射無損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)樁基，以免破壞橋梁樁基結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全。

3.2"檢測(cè)方法

3.2.1"預(yù)埋聲測(cè)管

橋梁樁基檢測(cè)前，要按照規(guī)定預(yù)埋聲測(cè)管。本項(xiàng)目的聲測(cè)管使用金屬管道，厚為3"mm，各金屬管道以螺紋方式連接。聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量的規(guī)定如下：樁基直徑小于1"000"mm，埋設(shè)2根；樁基直徑為1"000～1"600"mm，埋設(shè)3根；樁基直徑大于1"600"mm，埋設(shè)4根[6]。本項(xiàng)目的橋梁樁基直徑為1"300"mm，需埋設(shè)3根聲測(cè)管。聲測(cè)管應(yīng)平行于樁基且與地面垂直，設(shè)置在鋼筋籠內(nèi)，管口頂部比樁頂處高出30"cm。

3.2.2"實(shí)施步驟

首先，從聲測(cè)管內(nèi)設(shè)置接收換能器，并檢查其升降性能，保證可以正常使用。其次，設(shè)置檢測(cè)參數(shù)。將換能器調(diào)整與超聲波發(fā)射器同一標(biāo)高，然后進(jìn)行同步升降，所有檢測(cè)點(diǎn)間距≤25"cm，高程差≤2"cm。最后，啟動(dòng)檢測(cè)儀器。按照超聲波儀器顯示的聲波數(shù)據(jù)圖像，測(cè)量保存聲速、波形、波幅等關(guān)鍵參數(shù)，并進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，提升測(cè)量結(jié)果的可靠性和精準(zhǔn)度。針對(duì)不同測(cè)量結(jié)果，要求誤差在10～20%，重復(fù)試驗(yàn)中，聲時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差≤5%，頻率標(biāo)準(zhǔn)差≤10%。本項(xiàng)目的樁基布設(shè)3根聲測(cè)管，主要對(duì)3個(gè)剖面進(jìn)行檢測(cè)。

3.2.3"判定標(biāo)準(zhǔn)

以檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)判斷聲時(shí)、聲速和波幅，同時(shí)綜合分析聲波測(cè)量結(jié)果及其波形圖，更加精準(zhǔn)地評(píng)估樁基的完整度與結(jié)構(gòu)性能。

（1）若樁基剖面檢測(cè)結(jié)果顯示為聲學(xué)參數(shù)異常，且聲速未小于限值，由此表明樁基屬于I類完整。

（2）若樁基剖面?zhèn)€別檢測(cè)點(diǎn)結(jié)果顯示為聲學(xué)參數(shù)異常，且聲速小于限值，由此表明樁基屬于II類完整。

（3）若樁基剖面連續(xù)多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)結(jié)果顯示為聲學(xué)參數(shù)異常，且剖面存在≥2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)同一深度聲學(xué)參數(shù)異常，由此表明樁基屬于III類完整。

（4）若樁基剖面檢測(cè)結(jié)果顯示為聲速低于限值，或超聲波信號(hào)接收存在異常，或存在異常畸形，由此表明樁基屬于IV類完整。

3.3"檢測(cè)結(jié)果

按照上述超聲波透射無損檢測(cè)方法獲取樁基檢測(cè)結(jié)果，通過分析，判斷1#、2#、3#、4#、5#樁基完整度正常，其中，聲時(shí)、聲速和波幅檢測(cè)結(jié)果見表2。由表2可知，各樁基的P波速均＞4km/s、波幅為101.33～103.04"dB，1#樁基的PSD為0，其余樁基的PSD也均接近為0。

本次檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)6#樁基的聲學(xué)參數(shù)存在異常，因此，對(duì)6#樁基實(shí)施密碼探測(cè)，結(jié)果分別見圖1、圖2，揭示樁基存在波形異常，根據(jù)判定標(biāo)準(zhǔn)，6#樁基屬于II類完整。

3.4"樁基質(zhì)量缺陷分析

根據(jù)6#樁基超聲波透射檢測(cè)曲線圖1、圖2知，6#樁基存在波幅和波形異常。同時(shí)，基于超聲波參數(shù)與質(zhì)量缺陷判定標(biāo)準(zhǔn)，考慮6#樁基的聲測(cè)管處鋼筋外露，經(jīng)在波形畸變開挖，驗(yàn)證了樁基質(zhì)量缺陷的判斷，即通過超聲波透射技術(shù)檢測(cè)樁基完整度時(shí)波形出現(xiàn)畸變，且波形首波起跳，可判定樁基的相應(yīng)位置存在露筋缺陷。

4"結(jié)語

在橋梁檢測(cè)中使用無損檢測(cè)技術(shù)，不僅能獲取更為精準(zhǔn)和可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)，還不會(huì)損傷橋梁結(jié)構(gòu)。在無損檢測(cè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，必須掌握其技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用要點(diǎn)，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的具體狀況與需求使用適宜的檢測(cè)技術(shù)，并嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，可顯著提升檢測(cè)結(jié)果的可靠性和精準(zhǔn)性，掌握橋梁結(jié)構(gòu)存在的質(zhì)量缺陷，然后采取科學(xué)的處理措施，保證橋梁質(zhì)量安全。

參考文獻(xiàn)

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