无损检测在桥梁高墩柱质检中的应用概述

哈娜 欧阳伟

摘 要：考虑在不损伤混凝土构件的前提下，采用超声波透射法无损检测技术探索其内部结构的异常或缺陷，从而对在役桥梁的安全运营提供保障。

關键词：无损检测；桥梁；高墩柱；质检；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.091

1 研究现状

桥梁的检测是保证桥梁正常使用、维修加固的重要依据。通过对桥梁进行实时检测，可以尽早发现桥梁当中隐藏病害，并采取相应的维修与加固方法，进而节约桥梁维修费用，提高桥梁运营期的综合经济效益。

早在20世纪50年代国外对于桥梁的损伤检测问题就已经提出。20世纪70年代有关桥梁检测、承载能力评估和桥梁养护等内容的研究报告就已经组织完成了。1980年在巴黎和1982年在华盛顿分别召开了旧桥检测与加固的国际研讨会。20世纪90年代以来，既有桥梁检测问题越来越受到公路管理部门、研究者和工程师的重视，许多国家都进行了大量的桥梁结构检测的研究工作。而这些研究工作的方向也逐渐从桥梁评估方法向桥梁检测仪器设备开发研究等方面转移[1]。2000年以来对于改进的试验方法和试验技术在世界各国都得到了非常的关注，现代化的结构试验室在一些技术先进的国家也先后的成立，并配备了规模大、功能全、技术先进的试验设备，应用近代电测、光测、自动化和计算机等新技术，量测系统和数据处理的自动化也得以实现，并形成了一套比较完善的试验方法，为解决各种复杂的结构问题提供了可能性。

对桥梁检测的研究我国起步可以追溯到1980年，在1982年进行了《大跨径混凝土桥梁的试验方法》研究，1988年进行了《公路旧桥承载能力鉴定方法》和《公路工程质量检验评定标准》的研究[2-3]。“六五”期间我国学者对桥梁检测理论进行了大量的研究，先后制定了相应的桥梁检测、试验规范与标准。“九五”之前， “大跨径混凝土桥梁的试验方法”、“桥梁检测与试验设备”等项目的实施，构建了以荷载试验为主要手段的桥梁承载力评定技术与方法体系，研发了部分桥梁检测仪器设备。“九五”以后，对桥梁检测和承载力评定技术的研究逐步走向深入，基于检测结果的桥梁承载力多参数修正检算分析方法在“十五”期间提出。由此可见，现有的研究成果主要集中于公路桥梁承载力检测评定方面，力求建立丰富和完善的桥梁检测评定技术体系。目前，桥梁检测技术以动静载试验为主，辅以混凝土强度试验与腐蚀作用试验等，在桥梁检测中这些方法都得到了非常广泛的应用，但仍存在一定的局限性[3]。随着科学技术的不断进步和快速发展，在桥梁检测中一些高科技、自动化的检测手段也逐渐地得到了应用，如测试桥梁下部结构挠度应用相干激光雷达，检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋则采用磁振摄动等。未来桥梁检测的研究仍是致力于新检测理论的不断发展和现有检测手段的完善来适应不断发展的科技水平。

综上所述，现有研究大多集中于普通混凝土桥梁检测理论和手段的探索和开发，而对于高墩柱这种顺应科技发展出现的特殊结构形式的全面检测仍属空白，为此项目研发桥梁高墩柱爬升检测系统，不仅能够实现高墩柱任意截面的检测，同时实现了混凝土外观、保护层厚度和强度的一次性检测，保证了高墩柱桥梁的可靠性。

2 研究前景

对于高墩柱桥梁这类特殊形式构件受地质条件、施工工艺、机械设备等因素而引起的工程质量缺陷，传统检测方法存在着明显的局限性，这就需要探索新的科学方法检测其内部质量情况，从而做出正确的判断。同时随着科技的不断进步，检测方法和手段也逐渐向人工智能化的方向发展，越来越多繁琐重复的工作都由机器所替代。桥梁检测是一项重复作业的工作，对于高墩柱桥梁中的每个桥墩都需进行检测，如果由检测人员进行作业，不仅增加了检测工作中由于人员操作造成的误差，同时也增加了检测人员由于疲劳作业导致高空坠落的风险。所以研发爬升检测系统可以规避风险，同时也可实现检测作业的机械和智能化操作，具有广阔的市场应用前景。

研发爬升检测系统实现了高墩柱的检测，同样对于普通10m以下的墩柱也是适用的，爬升检测系统不仅不受地形的限制，也不受墩柱高矮的限制。同时爬升检测系统也可扩展到桩基检测中，尤其是空心桩内部混凝土的检测。爬升检测系统的理论可以扩展到桥梁其他构件检测中，如大跨度的横梁检测。

3 工艺路线

在现有无损检测研究的基础上，研制高墩柱桥梁爬升检测系统，填补高墩柱桥梁这种特殊构件某些部位不能检测的空白。通过实际调研收集整理国内外现有技术水平，设计了硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括爬升装置、自锁装置及检测设备控制装置等设备的研发，而软件系统则包括对应爬升装置、自锁装置及检测设备控制装置的软件研发，并在软硬件结合的基础上对室内桥梁进行调试与测试，然后进行室外高墩柱桥梁的应用，并给出具体的施工指南和典型工程示范，使研究内容更加充实饱满。具体路线，见图1。

参考文献：

[1]刘赞.无损检测新技术在某钢结构桥梁中的应用研究[D].长安大学，2011.

[2]唐伟.辽河特大桥斜拉主桥健康检测与结构性能评价分析[D]. 沈阳建筑大学，2012.

[3]柳卓.既有混凝土桥梁检测加固技术研究[D].中南大学，2010.

作者简介：哈娜（1981-），女，满族，辽宁沈阳人，博士，讲师，研究方向：桥梁工程及BIM。