地质雷达在桥梁检测中的应用

高盼盼

（太原理工大学， 山西 太原 030001）

地质雷达在桥梁检测中的应用

高盼盼

（太原理工大学， 山西 太原 030001）

本文针对地质雷达在桥梁检测中的应用做出了综述，首先提出了地质雷达的工作原理和桥梁检测的意义，根据地质雷达的工作原理和桥梁检测的意义，提出了地质雷达如何合理的应用在桥梁检测中。其次，根据具体的应用试验提出了地质雷达在检测中的目的、应用试验的工程概况、以及具体的检测内容和方法。最后，通过具体的实施方法来证实地质雷达检测方法的优点。

地质雷达；桥梁检测；高频电磁波

桥梁检测是对桥梁的技术状况、损伤的部位、严重程度和发展趋势进行专业测量，明确桥梁的缺陷和损伤的主要原因。这样可以分析和评估桥梁存在的缺陷和损伤，桥梁检测不仅可以反映出影响桥梁质量的实际承载能力，还可以对桥梁维修进行加固设计，为桥梁提供可靠的技术数据支持。因此，在对桥梁进行检测时，对桥梁养护维修与加固的工作是决定这一方案是否可行、是否正确的基础。

1 地质雷达在桥梁检测中的应用

1.1 地质雷达的工作原理

地质雷达是一种利用电磁波高频波动技术去探测地下物体的电子设备，这种探测能力优于管线探测仪等使用普通电磁波的探测仪器。地质雷达通常用于考古、地下水污染、冰川、矿产勘探、地下管揽探测、钢筋结构、水泥结构、公路地基和辅层等。地质雷达通过发射机发射天线，将发射中心频率为1.25m至 1200m，电压随着时间有规律变化的时间宽度为0.1ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在被探测的介质中遇到探测目标时，会产生一个反射的讯号。直达讯号与反射讯号通过发射机接收天线输入到接收机，放大这一讯号后由示波器显示出来。可以根据示波器所显示的反射讯号，判断出有无被测目标。根据反射讯号到达的时间以及目标物体平均反射波速，可以大致的推算出探测目标的距离。

1.2 桥梁检测的意义

对桥梁进行定期的检查，可以这样建立与健全桥梁技术状况的相关测评报告。通过相关的测评报告，形成一定的统计数据，可以分析出桥梁的健康状况，及时发现桥梁的病害，从而可以为桥梁的维护加固设计提供重要的参考依据。并且将这一病害进行控制，抑制这一病害的发展。通过对桥梁进行定期的检测，可以有效的防止安全隐患的发生，节约人们的生活财产，保护人们的财产安全，为人们的出行提供一份安全的保障。

1.3 地质雷达运用在桥梁检测中

电磁波在介质中传播时，实测雷达的发射和接收天线秘贴于桥梁混凝土的表层，雷达波通过发射的天线进入倒混凝土的初砌层。遇到钢筋、混凝土、混凝土中间不连续面产生反射，接收天线收到反射讯号时测出反射波的入射，发射双向波长。这样就可以算出反射讯号走过的长度，从而求出天线距离反射讯号面的长度。壁纸雷达天线可沿着测线方向连续划动，每个测点的时间曲线都可以汇集成时间拋面图形，将多个测点汇集成的时间拋 面图形，连接到各个测点接收到的同一反射讯号汇集成一定的图象。这一图像可以直观的反映出各个不同的反射讯号的反射波长，就可以测出桥梁的病害点。

2 具体的应用实验

2.1 检测目的

按照城市的桥梁养护规范所规定的工作内容和技术要求，完成这次的桥梁结构检测目的。根据目前桥梁状况已知病害，查明产生的原因，提出相应的维修加固建议，并作为加固维修设计依据。查明桥梁损坏的基本情况，校对与核实既有桥梁资料，建立健全桥梁的健康档案，为桥梁养护档案管理工作的电子化、数据化提供可靠的基础资料。分析出桥梁的安全隐患，对难以判断桥梁的损坏程度和难以查明原因的桥梁构件，提出进一步检测、监控的建议，以确保桥梁的安全。最后，通过桥梁的全面检测和目测法下的观测变形，分析出桥梁的伸缩缝、伸缩量的变化趋势，判断出对桥梁结构的影响，并提出相应的解决措施。

2.2 工程概况

鱼洞长江大桥工程以长江为界，北面属于大渡口区，以南隶属巴南区，是连接两区的重要通道。人群荷载为2.5kN/m，设计车速602.5km/h，北引桥处于R=600m的圆曲线和缓和曲线上。桥面纵坡0～2墩为-2.5%，2～12号墩为1.8%，坡点半径为 70000m。上部结构桥梁跨径组合为 40.04m+4×40m+40.08m+40.08m+4×40m+40.32m，共分为两联，0～6号墩为第一联预应力连续箱梁，6～12号墩（12号墩为与主桥的交界墩）为第二联预应力连续箱梁，下部结构采用重力式桥台、花瓶式桥墩、钻孔摩擦桩、盆式氯丁橡胶支座型号为GPZ（II）e纵+100（mm），纵向最大位移量为100mm。

2.3 检测内容和方法

2.3.1 桥梁外观检测

桥梁外观检查主要是对桥梁的结构尺寸、桥梁的桥面系、桥梁的上部结构和下部结构的外观进行全面检测，掌握桥梁实际的工作状态。

2.3.2 结构无损检测

结构无损检测主要是对桥梁结构的混凝土的强度、碳化深度及氯离子含量、钢筋的分布、保护层厚度、锈蚀程度、桥梁的结构线形、桥面线形及结构线形、混凝土裂缝宽度缺陷程度、深度缺陷程度、空洞缺陷程度等的检测。结构无损检测主要采用回弹仪、超声波仪、裂缝宽度仪、钢筋扫描仪、钢筋锈蚀仪、地质雷达、索力仪、全站仪、水准仪等检测仪器设备对结构进行检测。

2.3.3 桥梁变形观测

主要针对本桥的既有建立的变形观测网，对桥梁、桥墩、桥台的平面进行竖向变位全面的复测，多次检测后，将测量结果进行比较，判断桥梁结构的平面及竖向的变形是否影响桥梁结构工作性能，并结合外观检测结果分析出桥梁结果产生变形的原因。

3 具体的实施方法

3.1 测线布置

检测时沿着桥梁的横面和断面进行检测。

3.2 雷达数据的处理

雷达数据的处理是依据压制随机的和规则的干扰波，以最大限度地提高雷达断面的信号比，提取电磁波的各种参数，用这些参数来作为解释不同介质的物理特征。基于波段频率的不同，会产生出不同的改善应用于褶积技术，确定出反演滤波、最小滤波、最小平方滤波以及子波处理等。将这些数据作为数据元素重置一补偿来自不同方向的反射讯号，将数据元素叠加在产生的空间畸变。

3.3 检测结果与分析

此次对鱼洞长江大桥桥梁外观检测、结构无损检测，以及桥梁变形观测分别进行了检测。发现桥身的混凝土厚度约在50厘米左右，厚度较为均匀，极个别的地方出现了岩石突出的现象，混凝土厚度最薄的地方，大约在30厘米左右。二衬混凝土与喷射混凝土间出现了轻微的脱空，混凝土的上部与下部出现了不密实的现象和间断不完延续的脱空现象。边墙衬砌背后岩层有明显的斜向节理，超洼地段较多，厚度大约在50厘米左右，边墙喷射混凝土内钢筋格栅明显。

由于使用泵送混凝土大模板衬砌台车施工工艺，混凝土缺陷很少，仅在个别处由于混凝土离析存在不密实情况。衬砌厚度较均匀，满足了设计的要求。在后续处理中，应注意砂石料级配，优化配合比设计和控制混凝土坍落度。桥顶衬砌混凝土有个别地方存在脱空现象，可能与防水板拉紧有关，应注意防水板的尺寸与定位。

4 结语

桥梁有各种各样的类型，对桥梁的检测是一项既复杂，又需要细致耐心的工作。这不仅需要工作人员具有专业技术和丰富的实践经验，还需要能完全掌握利用地质雷达检测仪的工作原理并加以利用。有效的结合工作人员的技术和地质雷达检测仪的功能，采用有针对性的检测方法做出最正确的检测和评估，这样不仅可以减少安全事故的发生，还可以保护人民的生命财产安全。

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[2]沙卫福.高频地质雷达在桥梁检测中的应用研究[J].工程与建设,2013(5).

[3]王国群,温天宇.地质雷达检测大型桥梁箱梁病害应用研究[J].公路交通科技:应用技术版,2010(7).

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1007-6344（2017）10-0043-01