无损检测技术在桥梁中的应用

罗丁

【摘要】随着我国经济的不断发展，桥梁使用率的提高，桥梁建设的规模也越来越大。由于每天在桥梁上过往的车辆较多，承载不同重量的物体，这使得桥梁受到不同程度的损伤。如果不及时的修补，将会产生严重的安全事故。本文主要分析无损检测技术在桥梁中的应用。

【关键词】无损检测技术；桥梁；重要性；应用

一、采用无损检测技术的重要性

市面上最常用的混泥土桥梁结构为水泥砂浆以及钢筋材料所构成，在成型期间，内部常存在细小间隙、裂纹等，这是一种较为疏散的状态。如果受到外部环境的影响，在超负荷的情况下，很有可能使混凝土内部的缺陷扩大，导致更大的裂缝出现，这样会使得混凝土的韧度发生破坏。不仅会降低路桥的使用寿命，而且对于桥梁的安全运作是一个很大的威胁，因此必须对混凝土的质量作出最为及时的判定，找出一种最为有效的检测方式迫在眉睫，这样的检测不仅关乎混凝土的质量而且对大众的人生安全都是至关重要的。因此研究在结构物上直接检测结构混凝土强度，而又不损害结构的检测方法就成为我们所面对的重大课题——无损检测技术。

二、我国桥梁现状及存在问题

混凝土桥梁是我国交通基础设施的重要组成部分，然而长久以来，工程界对混凝土桥梁的耐久性问题仍旧未能给予足够重视。大家普遍认为，广泛分布于铁路、公路的混凝土桥梁能够长期工作。然而事实上，伴随着时间的推移，绝大多数的混凝土桥梁因为耐久性不足而导致的结构失效已经占了多数。其具体表现在：①混凝土损伤（裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等）。②钢筋的锈蚀、脆化、疲劳。③钢筋与混凝土之间粘结、锚固作用的削弱等三个方面。这些问题会影响到结构的外观、使用功能以及寿命；若是从本质而言，则会降低结构的安全度，从而成为引发事故以及危及广大人民生命安全的隐患。事实上，世界范围内的混凝土耐久性危机从上世纪七十年代末就已经得到重視。发达国家走过的路已经表明，如果不重视工程混凝土的耐久性，将付出极大的经济代价。

相较于发达国家，我们国家的基本建设已经迟了三十多年，现在还在进行着世界最大规模的土建工程建设，然而一些建成工程已经暴露出严重的耐久性问题，其寿命远低于设计寿命的标准。在我国现有的混凝土桥梁中，有建国前的，也有“大跃进”、“文化大革命”及改革开放之初所建设的，这些桥梁中的很大一部分，因为在刚开始建设期间忽视了耐久性问题，在长期使用过程中出现了结构开裂、腐蚀、耐久性能下降、抗震防灾性能不良、甚至承载力不足等诸多影响其安全及使用功能的问题。尤其是近年来，交通流量以及车辆荷载的快速增长，给现役桥梁带来更为突出的问题。现在不少桥梁已经是病害缠身，我们预计不久的将来，现役旧桥将会有更多的病害暴露出来，如果说任其发展的话，势必将对桥梁安全性造成非常大的危害。随着世界范围的桥梁病害突发事件的频繁发生，人们越来越深刻地认识到，对混凝土桥梁耐久性病害进行诊治已经是迫在眉睫的一件事情。

三、无损检测技术在桥梁中的应用研究

1. 声探无损检测技术

伴随着声发射检测技术的发展，桥梁结构裂缝检测都使用上了声探无损检测技术。因为桥梁长期受到外力的负载作用，路面结构产生了变形以及裂缝，使其在一定程度上将声波能量释放出来，由此诞生了声探无损技术，也就是通过瞬间的应力波的基本规律去检测桥梁中空隙的具体方位，该种技术称为超声波检测技术。通过专用机械设备撞击造成低频应力波将其发送至桥梁内部结构中，若是结构中有破损或者缝隙，应力波就无法成功发送。通过内部冲击而引发的不同声波有着共振现象，这样就能够将桥梁中破损、裂缝判定出来，并且分析出具体方位。声探无损检测技术不仅能够让工作人员免去放射性的危险，而且还能够将空洞的具体深度检测出来，因此在目前的测量桥梁中得到广泛的应用。

2. 探地雷达无损检测技术

探地雷达无损检测技术也是当前桥梁检测中较为常用的方法，其主要的工作原理就是通过择取一个较合理有用的传感器，通过匀速的方式在检测点表面进行检测。它也是一种新型的通过采取电磁回声进行检测的技术，它的接收器能够通过工程的结构以及用料的表面获得具体的反射信号，从而对探测地点的情况作出判断。探地雷达无损检测技术因覆盖面广、快速、能够对空洞作出简单描绘、易操作、便携带以及精准等多方面的优势而得到广泛应用。并且探地雷达检测技术的分辨率非常之高，能够透过反射波的波幅以及反射波到达地面时间对地下介质分布状况进行分析以及探究，这些对于检测工作有着至关重要的意义。

3.射线探伤无损检测技术

所谓射线探伤无损检测技术就是通过将底片放到混凝土中，底片发射X射线生成一个含有空洞的图片的技术。该技术在路桥中使用非常合适，精准度高，更为重要的一点就是使用的人力较少。尽管该项技术能够省去一定的人力，然而这项技术需要功能非常强大的弹射源才能将结构的断面进行穿透，通过获取到的图像进行检测，因此成本非常高，无法大力进行推广。

4.红外热像仪检测技术

红外热像仪检测技术是透过红外摄像机所产生的桥面的具体温度波形图，对桥面中的热点进行检测，从而得出数据。该项技术具有操作简便、携带方便以及快速、稳定性高的优势，并且这项技术已经在诸多桥面的病害中得到广泛应用。若桥梁混凝土层面有裂缝，温度就没有办法直接作用到这个层面中，导致混凝土的温度直线上升，使得桥面发生损坏。通过使用该项技术不仅能够将热点转化成为图像，而且还能够对路桥面温度进行实时监测以此来实现桥梁表面结构与混凝土内部的检测工作。

5.GPS 桥梁三维位移检测技术

GPS 桥梁三维位移监测技术是通过导航卫星自身所配备的实时站点三维坐标对桥梁工程实施相关的检测工作。其具体的操作步骤是首先在桥梁上面安置监测点，与此同时将GPS 的基准站建于管理中心中，并且同计算机系统相互结合进行检测工作。GPS 桥梁三维位移检测技术的实际检测过程是按照卫星信号各监测站的具体实际情况，通过利用GPS 基准站将分解计算得出的差分数据发送出去，而各监测站则根据这些差分数据计算出自己的坐标数据，等到控制中心的计算机系统接收了这些坐标数据之后，就能够利用计算机实施最后一个阶段的计算以及相关的分析工作。

总结与展望

桥梁的无损检测技术是一门多学科交叉的系统工作，必须要将各个环节都协调配合好才能够拥有一个较为有效的效果，上文所介绍的几种无损检测技术希望能够为相关的工程人员提供一定的技术参考信息。我们坚信技术创新是将无损检测技术充分运用到桥梁检测中的首要前提。由于桥梁建设技术的发展会带动桥梁结构以及用材等的变化，使得检测的难度更加大，现有的检测方法不一定都能够去完成相应的检测工作，所以必须要有新的测量方法才能有效的完成，因而应当加强技术的创新。因此，我们要不断地加强无损检测技术的研究，并将其更好地应用到桥梁的检测当中，从而为桥梁的检测提供有效的技术保障，努力促进桥梁建设的发展，从而加快我国经济进步的步伐。譬如将国外较为先进的检测技术引进来、建立实验室进行相关研究、对已有的检测技术进行改进、结合桥梁检测的实际进行相关研究等都是能够加强技术创新的比较有效的方式。

参考文献

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