无损检测技术在道路桥梁工程中的应用分析

刘健

山西省交通建设工程质量检测中心（有限公司） 山西太原 030000

无损检测有多种方法，当前应用的检查方法有超声波检测、射线检查、磁粉检测、渗透检测和目视检查[1]。无损检测经历了三个发展阶段，即无损探伤（NDI）、无损检测(NDT)、无损评价(NDE)。目前一般统称为无损检测（NDT），而不是特指上述的第二阶段。在这三个阶段中，各阶段之间没有绝对的时间分界点，并且相互集成和发展。

1 无损探伤（NDI）

从国际上看，这一技术主要应用于20世纪五六十年代，作为无损检测的初级阶段，其特点是技术和任务都较为简单。技术上主要采用超声、射线等，在任务上主要是检测构件是否存在缺陷或者异常，其基本任务是不破坏构件的情况下发现内部的缺陷，满足工程基本需求，其检测结论主要分为有缺陷和无缺陷两类。

2 无损检测（NDT）

随着科学技术的不断，特别是生产上对无损检测技术的要求不断提升，仅仅检测出是否有缺陷显然不能满足工程的实际需求。在无损检测(NDT)这一发展阶段，不仅仅是探测出构件是否含有缺陷，还包括探测构件的一些其他信息，例如：缺陷的结构、性质、大小位置等，并试图通过检测掌握更多的信息，对于国际上发达的工业国家，这一阶段大致开始于20世纪70年代末或者80年代初。

3 无损评价（NDT）

尽管第二阶段的无损检测（NDT）技术已经能够满足大部分建筑工业生产的需求，但是随着对材料、结构等质量的不断提高，特别是针对现役工程的安全性和经济性评价的需求愈加突出，无损检测技术进入了第三阶段，即无损评价阶段（NDE）。这一阶段的标志性事件是1996年新德里第14届无损检测大会，在该次大会提出了将无损检测（NDT）变为无损评价（NDE）这一重要观点，并很快被各国家的无损检测学会所接受。在这一阶段，人们不仅要对缺陷的有无、属性、位置、大小等信息进行掌握，还要进一步评估分析缺陷对构件使用性能的影响，例如：寿命、强度、稳定性等的影响程度，从而最终得出综合性能指标和结论。这对从事无损检测人员的专业能力也提出了更高的要求，同时也依赖着相关领域的发展，如数字图像处理技术、电子测量技术、实时成像技术等[2]。

4 桥梁检测工作中无损检测应用示例

4.1 无损检测方法选定

本文以某全钢结构大桥为例进行介绍。大桥是由7跨连续的钢箱梁构成的，桥体全场80．23米，宽10米，主梁是高双箱双室截面模式，该桥梁采用的是厂内制作，现场安装的模式，因此在进行无损检测的过程中要经历工厂焊缝检验和现场安装检测。在厂内进行焊缝检验时，相关的工作人员需要根据工程的质检验收规范对钢结构桥梁的面板、腹板、隔板、底板的焊接缝隙逐一开展磁致伸缩导波探伤检测；在现场进行安装测试时，相关工作人员要对相应的安装缝隙以及已经焊接整改好的焊接缝隙做磁致伸缩导波探伤和射线探伤双方面的检测，一般使用的是100．0%磁致伸缩导波探伤和12．0%射线探伤。

4.2 无损检测方案设置

首先，根据大桥主要通过焊接、铆接、螺栓连接的方式进行桥梁连接的特点，判断在桥梁中主要存在的问题可能有表面气孔、表面裂纹、夹渣以及未熔合、未焊透、表面咬边等几方面，根据上述可能出现的问题使用磁致伸缩导波探伤+射线探伤，对焊缝的起收弧位置以及十字交叉口位置等重点位置进行定点定期监测。

其次，在检测的过程中要对磁致伸缩导波探伤模式和射线探伤模式有充分的了解，将桥梁关键点中可能存在的内部缺陷进行分类和预计，灵活选择使用磁致伸缩导波探伤、射线探伤模式或者两种模式结合的方式进行监测工作。

最后，为提高对桥梁内部缺陷检测结果呈现的直观度和有效性，相关人员在开展监测工作的过程中还应该使用透探伤技术，尤其针对表面光洁度相对较高的材料开展检测活动，确保桥梁表面材料产生裂口、缝隙时能够及时发现处理。

4.3 无损检测过程

大桥的桥梁跨度不较大，桥梁缆索的直径可以达到100mm以上，想要进行整体金属损伤监测的难度比较大。再加上大桥建造过程中用到了水泥浆灌注等技术，整个桥梁内部材料种类较多，实际电磁介质比较复杂，只运用其中一种或者两种检测技术得到的结果会存在比较大的偏差。在开展实际检测工作时采用的是声发射+射线检测+磁性检测+磁致伸缩导波模式的综合检测方法。

首先运用声发射检测构件是否有缺陷，运用声发射传感器将瞬时弹性波在固体介质中产生的机械振动转换成电信号，对桥梁缺陷进行定位；其次运用射线检测对桥梁内部缺陷进行检测，运用χ或γ射线穿透桥梁内部，对比局部问题区域实际透过射线强度和其他区域射线强度来确定问题情况；其三运用磁性检测确定桥梁内部是否有大面积腐蚀，将衔铁、空气隙、永磁体、被检测构件建成完整的磁化回路，用永磁体对回路内的构件情况进行扫描；最后运用磁致伸缩导波检测获取桥梁构件的具体信息并进行具象化的体现，构建瞬间磁场使线圈包围构件，瞬态磁场会出现弹性变化，如果存在缺陷，相应构件会反射回波，将这些回波收集并进行处理，最后将具体缺陷情况具象化[3]。

5 结语

无损检测具有较多优势，现如今被广泛应用于工程质量检测中。无损检测技术种类多样，应用上也有一定差异。实际工作中，需要掌握检测方法，会分析检测结果，加强典型实例的剖析，加强实践研究，不断提升工作质量。