桥梁无损检测技术改进及提高检测效率方案探讨

刘林林

（无锡市毅恒工程检测有限公司，江苏无锡，214400）



桥梁无损检测技术改进及提高检测效率方案探讨

刘林林

（无锡市毅恒工程检测有限公司，江苏无锡，214400）

摘要：本文以某地桥梁桩基检测工程实例进行分析，首先阐述了超声波检测基本原理；接着运用超声检测法在桥梁桩身质量检测当中的具体步骤进行分析探讨；最后就超声波法检测桩基技术的未来发展前景进行展望，以此为后续技术更新提供基础依据。

关键词：桥梁；超声波检测法；桩基；效率

引言

桥梁安全问题人命关天。我国交通运输部要求地方各级交通运输主管部门和公路管理机构高度重视桥梁安全工作，特别是在汛期等关键时刻。在2014年发布的《落实桥梁安全十项制度》中指出：要切实提高防范意识，按照“预防为主，防治结合”的原则，提前做好各项防灾准备工作。

桥梁检测就是保证桥梁运行安全的基础方法，其中无损检测的意义更加重大。本文通过对桥梁无损检测技术改进措施进行分析，以此为提升检测效率及实际运用提供理论支撑。

1　无损检测方法及原理分析

就无损检测方法而言，其主要有以下几种[1-3]：其一射线检测技术。该技术工作原理为运用γ射线及X射线，对被检测部位予以穿透，然后将受到程度不同的吸收状况下的射线，在胶片上予以透射，然后依据强弱状况，就物体内部的缺陷状况及厚度显示出来，便可达到对桥梁缺陷检出的目的。其二为磁粉检测技术。该技术在工作原理上为运用铁磁性材料，当其被磁化之后，在其内部就会形成一个十分强的磁场，且在磁力线密度方面也会呈现上百倍的扩大，如若物体基于结构等方面出现不连续性，则磁力线就会产生畸变，从而检测出缺陷所在。其三为渗透检测技术。该技术原理为将被检测物体的表面涂上一次额带有荧光物质或者是颜色的物质，并且涂上具有高度渗透能力的渗透液，基于湿润作用及毛细管作用，便可找出缺陷所在。其四为超声检测技术。在桩内：首先将一些检测管实施预埋操作，以此将其当做后续检测通道；将接收探头及发射探头，以组合方式放置于声测管当中，而后将清水诸如至管内，将其作为耦合剂。然后通过仪器当中的脉冲信号发生器，发出周期性电脉冲，并将其在相应发射换能器具体的压电体上予以加装，将其向超声脉冲实施转换，此脉冲信号就会对等待检测的桩体混凝土予以穿过。最后接受换能器将最终信号进行接收操作，将其再向电信号给予转换。利用测量系统，将超声脉冲在具体的穿过混凝土，在花费的时间、频谱、波形、脉冲主频率以及接受波幅值等参数给与测出，而后在利用自带的数据处理系统，判断软件为支撑，针对所接收到的信号参数，对其实施最终的分析和整理，然后做出最终判断，也就是判断混凝土各种内部缺陷具体的位置、大小及性质，并且在混凝土在具体的强度等级，以及在总体方面均匀性方面，得出相应评价指标。

桩基的检测选择超声波检测方法。

2　现场监测

2.1声测管埋设及要求分析

声测管实质为声波透射法对桥梁桩基进行测量时，在径向换能器重要通道，其在埋设数量方面，往往决定了检测剖面的个数，与此同时，其还对检测精度具有决定性：当埋设较多的声测管，那么在两两组合之间所形成的相应检测剖面往往表现较多，而针对桩身混凝土而言，声波对其有效检测范围就会越发细致且越大，然而此操作在实际运用当中则需要在人力及物力方面较多耗费，且在成本方面也相应增加；尽管对声测管数量进行减少，能够对成本给与减小，但是在具体的声波相应桩身有效检测范围方面也相应减少，甚至受到一定硬件条件限制，且在检测的可靠性及精度方面也相应降低。就声测管在具体的布置方式及埋设数量而言，起到决定作用的是桩的直径及大小，依据声波针对桩身混凝土，在有效检测范围方面所存在的具体数据，如若桩直径区间数值D1000mm时，则可沿着桩直径，布置2个声测管；如若桩在直径方面区间为1000mm＜D2000mm，则可沿着桩的四周方向，将3个声测管予以布置；如若桩的直径处于D＞2000时，则可依据四边形布置方法，布置4个声测管。见图1所示。

图1　声测管布置图

2.2数据处理及判断

就桩身缺陷来讲，其判定依据可综合考量PSD判据、波幅临界值及声速临界值。运用斜率法，可判断桩身混凝土，在可能存在缺陷方面的可疑点。依据测线各个点，在具体的声时所得出的测读结果，将深度-声时曲线进行绘制，然后将声时临界线予以给出，如若当声时相比于该临界线的测点，处于大于后者状况，则可断定为异常点。此外，运用声时-深度曲线，在具体的相邻测点方面，所存在的斜率K，以及相应相邻2个声时差值△t之间，将二者之间相乘，而最终所得出的结果，便可绘制h-K·△t(PSD判据)曲线。

在公式当中，ti－ti-1表示为相邻两测点之间所存在的声时差，而di－di-1则表示为，相邻两测点之间所具有的深度差。依据曲线在突变位置，可能会出现的缺陷状况，对油缺陷的部位进行初步判定。将波幅判据及声速相结合，进行综合性判断。然后运用波幅-深度曲线、相应的临界线及声速-深度曲线，开展深入判断，或者是利用声速或者是波幅，如若其中之一相比于其临界线的测点，出现低于后者状况，则可降低断定为异常点。当某测点当中，其中的一个或者多个声学参数，通过检测被确定存有异常数值时，则可将其划定为存有缺陷的可能性；依据可疑测点所存在的分布状况，还有经测定所得出的最终数值，对其实施综合分析操作，然后判断缺陷所存在的具体位置，以及对其所在范围进行判断。

3　工程实例

该工程被检测的桩为K8+940处，且位于某桥梁桩基础1号-3，该处桩的直径数值为1.2m，并且相应桩底标高为-26m，其采用C20混凝土实施翻浆灌注，并且其在钢管声测管方面所采用的是图b，即采用三角形布置方式，在相应A-B剖面位置上，其在具体剖面上，两声测管外壁，其在距离方面为80cm。其在换能器的选择上，采用的是压电陶瓷式径向换能器，其长度为20cm。

通过基本分析检测数据，初步判断桩的质量；而后与声幅、声速及声时方面不同的判断方面相结合，然后综合判断桩身的质量。将声幅当做相应判断依据，可知桩身在相应各剖面方面都存在有不同程度的缺陷状况，更甚者为个别部位存在有较为严重的缺陷，然而如若采用声时与声幅相结合方式作为判断依据，可得出，大部分桩身均处于完好转台，而在A-B剖面方面相应0m ～3.2m区域处，则存在有相应缺陷，并且在部分测点位置上出现声速偏小状况，导致此种状况的主要原因为，在检测时，存在较短的混凝土龄期，此外，一些混凝土在强度值方面时下还没有达到设计要求。如若将声时、声速及声幅相应判据均作为判断依据时：则可运用各种测定方法所得出的不同判据，将各个测点相应判据曲线予以得出，而当其与相关要求均满足的状况下，则正面该点在桩身质量方面较为完好；如若将声幅作为主要判断依据时，则可将判定出该测点存在相应缺陷，然后运用声速以及声时作为相应判据，然后便可得出该处无相应缺陷，此种状况出现的原因归结为，当将声幅当做判断依据时，在具体的判据方面则过于严格，易出现重判。当在判断时，采用不同的判据，如若存有异常，便可断定该处存有异常。然而，在判定检测过程中，需要对初步判定实施重复检测，并在进行综合判断及分析操作之后，方可最终确认结果。将上述分析进行综合可知，整个庄主除了A-B剖面的0m～3.2m位置及桩顶出存在有相应缺陷之外，其与地方在质量方面均较好。依《规范》可知，该桩为二类桩。然后在现场通过实施钻芯取样后，分析取样，可知上述判断均为基本正确，因此，可证明此方面具有较好的实用性和可行性，在工程实践中具有较好实用价值。

4　结论

伴随当今工程技术水平的提升，桩基在工程当中也得到广泛应用。而声波透射法基桩检测技术已经在大型灌注桩等工程当中广泛应用。然而如何对桩基检测数据及评价结果方面的可靠性及准确性予以提升，乃是当今工程界的重点攻关内容。当前针对评判基桩桩身完整性，通常运用频率、波幅或波速之一的方法所得出的指标进行评判，或者是将其中的两者之间进行组合来进行相应判断，而对上述指标之间的综合作用没有较好考量，而造成评判结果出现误差，如若结合工程实际，且同时改善相应数学模型，运用频谱对声学参数予以分析，并将其在混凝土缺陷及强度检测中，予以运用，则可对检测结果方面的精确性大大提升，实现误判率减少的目的。

参考文献

[1]秦岭,欧阳华林,袁立宏,等.青银高速公路济南黄河大桥钢结构无损检测[J].桥梁检测与加固,2008(1):10-11.

[2]杨忠,梁俊辉,张升彪,等.超声成像法在桥梁预应力管道注浆质量检测中的应用[J].公路工程,2012,37(5):168-171.

[3]张国杰.基于超声法的桥梁预应力孔道注浆质量检测方法研究[J].黑龙江交通科技,2014(8):148-149.

刘林林(1987-），2010年毕业于南京航空航天大学飞行器动力工程专业学士，现供职于无锡市毅恒工程检测有限公司，助理工程师。研究方向：无损检测应用。

Technology of Bridge Non Destructive Testing and Method of Improving Detection Efficiency

Linlin Liu
(Wuxi City YiHeng Engineering Testing Co.,Ltd.Jiangsu,Wuxi,214400,China)

Abstract:This article to somewhere bridge pile foundation inspection engineering instance is analyzed,first elaborates the basic principle of ultrasonic detection,and using the ultrasonic test on concrete steps of bridge pile quality test were discussed,finally the perspective of the future development of ultrasonic testing technology of pile foundation was discussed,which provides the basis for subsequent updated technique basis.

Key words:Bridge;Ultrasound;Pile foundation;Efficiency

作者简介：

DOI:工业技术创新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.009

中图分类号：U418.2

文献标识码：A

文章编号：2095-8412(2016)01-644-03