桥梁检测中超声回弹法技术的应用分析

朱良成

摘 要：随着城市化建设的加剧，较多的桥梁出现了老化现象，为了提升桥梁公路的使用质量，对桥梁检测工作的要求也逐渐增加，本文主要探讨的是超声回弹法检测技术测试桥梁的抗压强度，首先分析了桥梁检测中超声回弹法技术的应用，同时阐述了桥梁检测中超声回弹法技术的实际应用，最后总结了全文。

关键词：桥梁检测 超声回弹检测技术 影响因素 检测技术应用

中图分类号：U446 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0013-02

本文以江苏某桥梁为例，桥梁全长646m，桥梁的拱桥部分拱箱高度为1.6m，主拱箱的高度为7.8m。拱轴系数（2.524）为1～91m，采用的是上承式钢筋混凝土（C30）悬链接箱型。该桥梁建设于20世纪70年代，在2015年检修的时候，发现桥梁部分出现雨水渗漏情况，板底的混凝土出现剥落，影响着桥梁的使用质量。

1 桥梁检测中超声回弹法技术原理

超声回弹检测法是无损检测技术中的一种，这类检测方法具有较高的精准度，且在检测过程中不会对结构有任何的破损，检测成本较低，工作量也比较少，检测方法也比较简单。

1.1 回弹仪器

回弹仪器可以按照冲击能力的大小划分为三种，主要包括轻型回弹仪、中型回弹仪、重型回弹仪。在实际的桥梁检测中设计强度为C50的混凝土适合中型回弹仪，若是检测设计强度为C60以上的混凝土，开展检测工作要使用重型回弹仪。

1.2 回弹检测法仪器

桥梁回弹检测仪器主要使用指针读数式系统，对混凝土桥梁进行试验检测。在施工过程中要按照相关的回弹仪检测标准开展检测工作，主要流程：（1）水平弹击时，弹击锤脱钩瞬间，中型回弹仪标称0能量检测（2.207J），锤脱钩在受到水平弹击的一瞬间检测回弹数据；（2）在洛氏硬度HRC60±2的钢砧上率定时，要将回弹仪的后盖顶住，率定值应为80±2，回弹仪在工程检测前后均因在钢砧上进行率定试验，在检测中为了确保弹击杆顺利压在仪器外面，要在弹击杆上施加压力。若是向后移动重锤，在弹击杆受到重锤脱钩出现弹击情况时，桥梁混凝土表面受到弹击杆击打，在弹性作用的影响下，会出现回弹重锤，电阻杆的指针划片会带动划线，产生电阻，减少压力，伸出单击杆，就能够将重锤复位；（3）当弹击弹簧处于自由状态的时候，同时碰撞弹击杆和弹击簧，刻度标准上的“0”刻度为弹击锤的起跳点；（4）在使用回弹检测技术的时候，应该将检测温度控制在-4℃～40℃的范围内。

1.3 回弹法原理分析

回弹检测法是根据部分来推测整体，简单而言就是根据混凝土表面的强度推断桥梁整体混凝土的强度。在混凝土强度和混凝土硬度两者之间的关系的前提下，混凝土表面上的冲击杆受到运动中的重锤冲击之后，会出现重锤反击，需要将反弹的距离测试出来，通过检测到的混凝土强度回弹值、桥梁的表面强度等指标，将混凝土的强度推测出来。在推断过程中，应该结合试验检测的结果，建立以混凝土强度、回弹值之间关系模型图，在模型图的基础上推测出混凝土的强度。

在检测过程中，影响桥梁检测数据的因素较多，包括回弹仪器本身的影响，主要指的是回弹仪器的零件质量、零件尺寸、回弹仪器的状态；桥梁检测区域的位置、大小、监测点等也会对检测结果造成影响。在检测过程中，桥梁建设的施工材料也是回弹法影响因素之一。

2 桥梁检测中超声回弹法技术的实际应用

以本文上述的桥梁为例，使用超声回弹法需要做好事前准备，使用超声检测系统、回弹仪ZC3-A型，在混凝土超声回弹综合检测强度，检测桥面车道板的强度。

2.1 建立测强曲线

上述例子中在进行本桥建造的时候，使用的是强度等级为C20的卵石混凝土，在试验检测中需要建立在这类工艺条件上，假设第i个检测区混凝土的强度换算值为fcu.i（MPa），经过修正的第i个检测区超声波的速度值为Vcu.i（km/s），修正后第i个检测区的回弹值为Rcu.i。将检测到的数据集中，取其中的60组数据值作为曲线回归，得到的测强曲线方程为：

fcu.i=0.005612（Vcu.i）1.462（Rcu.i）1.928 （1）

最终的结果显示，这类计算模式的负相关系数为0.9310，相对误差为6.85%，最终的检测结果在精度检测要求的范围内。

2.2 计算检测结果

在试板中使用超声回弹法检测桥梁构件强度，其检测流程：先将检测区按照等级划分，总共分为8个等级，在8个测区内取10个测试回弹值，需要注意的是回弹值要将最大值和最小值剔除，留8个回弹值。按照式（2）求出剩下回弹值的平均值，检测区的回弹平均值用Rm表示，有效回弹值用n表示，其中第i个回弹值用Ri表示。

Rm=（R1+R2+…+R8）/n （2）

需要特别声明，在不同的测试情况下，回弹值需要进行修正。

测试声速和测距之间均是按照0.1μs和1mm的精确值控制，将误差范围控制在1%之内。在测量浇筑混凝土桥梁侧面的时候，通过3个检测点的混凝土声速来确定检测值，在测试桥梁混凝土顶面和混凝土地面的时候，最终的测定值需要进行修正。

在表1中，C20行车道板和板面的强度符合相关的要求，例子中桥梁的使用年限已经40年左右，检测数据显示桥面的行车道板质量较好，且通过观察下板面也没有横向裂缝产生。通过实践得知，仪器ZC3-A型回弹仪的检测结果比较精准，能夠准确检测出桥梁的强度，为桥梁的承载力提供了评估依据。

3 结语

综上所述，通过本文上述的分析阐述，得知使用超声回弹综合检测法能够准确地检测出桥梁行车道板的混凝土强度，使用ZC3-A型回弹仪得到的检测结果较为精准，能够通过分析数据判定桥梁的质量，为桥梁的实际承载力评估提供了数据依据，最为重要的是能够推动我国桥梁建筑的稳定发展。

参考文献

[1] 单巍.超声回弹综合法评定长龄期混凝土强度的研究[D].吉林大学，2016.

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