浅谈公路桥梁施工检测技术

王邦贵

(贵州省六盘水路桥发展总公司)

1 公路桥梁施工检测的重要性

在公路桥梁建设过程中，由于工程结构设计、工程材料缺陷、施工失误等因素导致的工程质量问题屡见不鲜，所以在公路桥梁建设完工之后，对公路桥梁进行品质鉴定已经成为业主最为关心的重要问题之一。公路桥梁产品检验不同其他生产产品检验，例如汽车、船舶、机械设备等批量产品可以通过破坏性原型试验来检验产品的质量，判断其是否满足产品设计要求，但是公路桥梁结构属于单件生产，无法运用破坏性原型实验的方法进行品质检验。加之，运用目检方法的检验结果存在较大的主观性，缺乏对公路桥梁整体品质的客观定量判断，致使工程施工中和完工后存在的质量隐患得不到及时发现和处理。当前，对公路桥梁质量检测尚未形成一种科学、系统的量化检验方法，在这种情况下，不仅有可能增加公路桥梁使用后的维修保养成本，甚至有可能发生桥毁人亡的事故。因此，加快对公路桥梁施工检测技术的理论研究和实践应用突显其必要性和重要性，尤其对于非破坏性检验技术而言，因其具备的多种优势逐步受到了公路桥梁施工检测领域的广泛关注。

2 我国公路桥梁施工检测的现状分析

2.1 公路桥梁检测的具体内容及常规方法

(1)外观检测。主要的检测内容有表面缺陷及破损、裂缝的分布情况、裂缝宽度及深度、内部缺陷等等;用于该环节的常规检测方法有自测法、激光传感器、热像仪、超声波检测、玻璃纤维传感器等等。

(2)应力和绕度。检测内容包括变形和振动;检测方法有激光检测法和加速器传感器。

(3)强度和刚度。这里强度和刚度主要是针对混凝土而言的，检测内容主要包括混凝土强度以及弹性模量;常用的方法为超声波检测以及回弹试验。

(4)扩散深度。包括碳化深度、氧化深度、侵蚀深度等等;常用的检测方法为钻芯取样法。

(5)钢筋锈蚀。检测的内容包括锈蚀位置及锈蚀程度;常用的方法是自然点位法。

2.2 检测方法中存在的问题

就公路桥梁表面缺陷检测而言，目前仍以人工目检方式作为主要手段进行检测评估。尤其对于混凝土公路桥梁来讲，检验和评估表面裂缝是重要的检测项目之一。据有关数据证实，裂缝是造成公路桥梁损坏的首要原因，其次是剥落、坑洼等质量问题引起的桥梁损坏。当公路桥梁出现使用缺陷后，要及时进行检查和观测，在掌握缺陷特征的基础上，分析造成缺陷的原因及其危害后果，根据缺陷的性质确定修补方案，确保修补方案的可操作性。虽然近些年国内外的一些专家学者在对路桥检测的研究中取得了一些成果，但是这些成果在实际检测中的应用却仅限于初步，想要普及推广仍需一定的时间，特别是一些检测方法在应用中难度较大，如光导纤维植入式检测法，这种检测方法需要将具有检测功能的光导纤维植入到路桥上，然后通过光纤的变形情况来判断桥梁的损伤状况。但是由于这种检测方法的成本较高，并且施工也比较困难，目前仍未普及推广使用。再如利用雷达和声波等扫描分析对路桥进行检测，这种方法目前尚不能实现实时监测，并且成本相对较高，需要专业人员操作，这些影响了推广使用。

3 几种先进的公路桥梁施工检测技术

3.1 红外热像仪与雷达技术

雷达施工检测技术的工作原理是利用发射短促的电磁脉冲形成电磁波，以获取由电磁波在混凝土中各种异质界面反射回来而产生的回波。雷达回波交替变化形成的波形，与公路桥梁混凝土发生病害以及产生裂缝后的状况密切相关，却存在解释判读较为困难的缺陷。红外线热像仪的工作原理是利用一台红外摄像机生成桥面温度图来检测公路桥梁质量。这种温度图像可以显示在太阳光照射下混凝土开裂部位对应桥面的“热点”，该“热点”是由于空气稀薄的空腔如同绝热体一样，使其上的混凝土温度上升过快而形成的。鉴于雷达与红外线热像仪施工检测技术各自的优势，可将两种检测技术相结合，应用于公路桥梁施工大多数病害类型的检测。

3.2 无线电施工检测技术

据有关文献记载，美国曾研制开发了一款用于钢桥疲劳损伤情况检测的设备，它的主要原理是当桥梁结构及其构件出现裂缝时，裂缝的扩大会伴随产生出一定的应力波，该设备能够通过无线电网络技术确定出应力波及其准确位置，进而确定出桥梁结构是否存在问题。此外，美国联邦公路局也相继研发出了一种新的路桥施工检测技术AE，即声发射施工检测技术。目前已有不少国产的声发射类设备被应用于公路桥梁施工检测当中，并且取得了一定的成效。该技术主要是通过分析各种材料中内部裂纹的实际分布及发展状况，来判断桥梁结构的使用寿命。它的主要原理是利用声波来判断材料内部的缺陷，小波变换法便是在这一基础上发展起来的，目前该方法已经广泛应用于桥梁结构的无损检测当中。

3.3 光纤传感技术

目前，光纤传感器已经在全世界范围内获得广泛应用，它能够准确测出100多种物理量，如温度、压力、电磁场、电流电压、振动频率、辐射以及位移等等。光纤传感技术的工作原理是当光线受到拉压时，使应变发生位置处的布里渊散射光产生相应的改变，并通过设备测量采集光纤温度及布里渊频移，获取桥梁变形情况。利用“光损”检测公路桥梁变形的大小，其精确度可达±0.02 mm;利用光脉冲反射传输时间确定桥梁变形位置，其误差仅为±0.75 m。将以上两种检测手段结合使用，便可获取公路桥梁整个长度内的变形量及其分布状况。光纤传感器可埋置于公路桥梁施工期间，从而实现对施工的自动化长期监控。

3.4 自感应施工检测技术

感应施工检测技术具备广阔的应用前景，并以此基础开发出来了多种多样的传感器，可以满足桥梁各类物理量施工检测需要。例如:加速计，主要用于测量、定位桥梁中钢筋断裂产生的应力波;位移传感器，主要用于测量桥梁翼墙位移情况;小型感应装置，可用于测量钢筋锈蚀程度、混凝土氯离子含量以及混凝土导电率。这些检测设备具备性能可靠、操作简单、价格低廉等优点，可用于各类公路桥梁施工检测之中。

4 结论

总而言之，公路桥梁施工检测是一项较为系统且复杂的工作，由于影响路桥施工质量的因素较多，从而给检测工作增添了一定的难度。为了确保公路桥梁的整体质量，要求检测人员必须了解并掌握当前最先进的路桥检测技术，并将之合理地应用到实际工程项目当中。只有这样，才能进一步确保路桥工程的整体质量，进而发挥出其应有的价值和作用。

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