探析桥梁钢结构无损检测技术应用

1 前言

传统的桥梁钢结构质量检查，多数都是应用钻孔等方式来获取桥梁样本，也就是在规定的结构上确定探测点，从而获取桥梁的内部结构形式，再全面分析该样本，掌握其桥梁的各项技术参数，就能准确判定其桥梁的质量水平。从这个角度出发，应用传统的检测方式在对桥梁质量进行检查时，容易存在以下两个方面的问题：

1.1 传统检测方式并没有固定选取质量检测的地点，所以容易存在比较高的风险问题，且不会了解整个桥梁的全部质量情况；如果选取的检测点不合理，则会导致质量的判定存在较大的误差。

1.2 应用传统的质量检测方式，需要通过钻孔等方式获取样本，但这样会给桥梁造成巨大的损伤。虽然取样孔径并不大，损坏影响也比较小，但是由于桥梁的性质影响，长期的车辆载荷会持续增大，导致其表面的损坏逐步加深，进而影响整个桥梁的正常运营。基于此，对于传统检测方式所存在的缺陷和问题，应结合当前先进科技，研发出无损检测技术，该技术可以有效消除取样过程中对桥梁产生的不利影响，同时其直观性、高效率等特点还可以更好地提升其检测施工效果，满足交通基础设施的检测需要，并有效消除缺陷和问题，具备明显的优势。因此，无损检测技术被广泛地应用到桥梁的质量检查中，它是当前最有效的工程质量检测方式之一，对行业发展有着积极的促进作用[1]。

2 桥梁结构整体性能、功能状态的鉴定

在对桥梁的整体性能进行检测的过程中，按照其受力的不同可以将其分为动载荷、静载荷试验，根据试验时间可以将其分成瞬时试验、长期试验两种。在静载荷的持续影响下，需要收集静荷载、推力、支座反力等数据，同时还要测定剪力、扭矩、轴向力、弯矩等参数，检测其是否存在变形、断面受力情况以及局部损坏问题；在动载荷方面，不仅要对动荷载频率、变化与大小进行检测，还要对自振频率、加速度等参数进行检测。

2.1 桥梁钢结构机械检测技术

机械检测是主要的桥梁性能检测技术之一，该设备其中主要包含了弹簧、指针、杠杆等部件，从功能方面划分，其包含了如下的几个组成部分：

2.1.1 传感机构

该部分结构是为了能够直接获取被检测构件部分的变化情况，还要将其变化直接传输给转换机构中；在张拉线的机械测量时，其是鼓类的机构形式。

2.1.2 转换机构

该部分功能就是将所检测到的被测部分发生的变化直接转变为长度的变化，同时还要进行方向转变，以此有效地缩小或者扩大，所以该部分的精度非常高。

2.1.3 指示机构

该机构的作用是将上述结构中的方向变化或者缩小、放大的长度，以准确的数据表示出来，一般是由度盘、指针等部分所构成。

2.1.4 机体保护部分

该机构主要是将上述几个关键结构进行连接的机构，并组合成为整个机械体，确保各个内部的结构不会受到外部环境因素的影响。这种检测技术优势明显，比如操作方便快捷、成本低、安全性高、反复使用等；但是由于其重量比较大，且灵敏性也比较差，因此对于一些细微性的质量问题无法进行准确的检测。

2.2 桥梁钢结构电测技术

该技术的工作原理是利用某种传感元件将测量的应变变化数据直接转化成为电量数据，然后通过某设备直接将该变化转变成为电流或电压再进行放大，最后根据机械量反映出来。通常来说，传感元件也就是电阻应变片，测量设备也就是电阻应变仪，该检测技术的实践应用比较长，并且目前已经成为功能完善、效果非常好的检测仪器。

2.3 桥梁钢结构射线检测技术

射线主要是核子或同位素所发射出的一种无形的能束，该能束会直接受到土壤内水分、密度方面的影响，同时具备非常强的规律性。射线检测技术就是通过这一特性来进行检测的，可以准确测定出土壤内的含水量、密实度等参数。但是由于射线属于放射性的物质，会给施工人员的生命健康造成严重的不良影响，所以在应用射线检测技术的过程中，我们需要充分做好现场的防护处理，尽量避免射线给施工人员的身体造成不良的影响，从而在充分保证施工人员生命健康的同时，也能够确保检测工作的质量达到标准要求[2]。

3 桥梁结构材料缺损状况的诊断

3.1 目测法

一般来说，构件结构的损坏包含了脱落、裂缝、空洞、蜂窝等病害问题，这些病害问题都是比较明显的表面病害，应用目测法就能够判定，同时其发生的严重程度可以应用量具、工具等来确定，操作比较方便快捷。

3.2 声波检测法

该方法主要是使用工具进行被检测结构部分的敲打处理，利用其发出的声音判定结构部分是否存在严重破损的问题；因为其操作方便快捷，很多情况下都可以使用，所以它是目前桥梁质量检测的主要实施技术。

3.3 超声波探伤技术

超声波探伤技术主要是通过超声波脉冲速度来进行检测的，该方式对于检测混凝土结构、钢材、焊缝等部分有着非常好的效果，它能够准确判定出结构内部是否存在缺陷和损伤，以便于及时采取必要的措施进行修整。

3.4 雷达检测技术

该检测技术是应用脉冲雷达电磁回波的方式进行检测，一般来说，在检测沥青表层混凝土板块时，该检测方式具备明显优势。

3.5 钢筋锈蚀的评价技术

钢筋混凝土结构内，因为受到环境的侵蚀或者外部结构的影响，其内部的钢筋结构极易出现腐蚀。因为桥梁结构中的钢筋是主要的承载结构，关系着桥梁的正常运行，一旦出现腐蚀现象，如果没有及时采取有效措施进行处理，就会导致混凝土结构局部破损，进而造成整个桥梁结构性能下降，引发严重的安全事故。从这个角度出发，在实际操作中通常会采用下面两种钢筋锈蚀评价方式[3]。

3.5.1 钢筋锈蚀评价的直接技术

3.5.1.1 线性极化探测技术

通过电化学动力的基本工作原理，检测后获取试验电极之间的微小电流数据。

3.5.1.2 电阻探测技术

金属板结构部分出现了锈蚀的缺陷后，厚度尺寸会减小，电阻会相应增大，所以其检测是利用这些变化来进行的。

3.5.1.3 半电池电位测量法

被检测的钢筋材料与常量的已知电极电位与基准电极进行比较，进而可以准确判定钢筋的极电位数据。这种方式主要是应用到钢筋耐久性的检测方面。该检测方式能够对新建设施工的桥梁进行全面检测，同时也可以使用到旧桥梁的加固性能检测过程中，而其他的检测方式仅能使用到新桥梁的质量检测中。

3.5.2 钢筋锈蚀评价的间接技术

应用四极法来检测混凝土结构的电阻率，利用保护层测定仪检测钢筋混凝土保护层厚度，以保证其能够达到设计标准的要求；检测确定混凝土结构内的氯离子含量，确定钢筋的腐蚀严重程度，并检测确定碳化深度尺寸，在混凝土的断口位置喷洒酚酞酒精溶液。当pH值大于10时，其溶液表现出粉红色，此时就说明不存在碳化问题；如果溶液无色，就表示碳化现象已经存在，并且钢筋锈蚀较为严重，需要立即采取措施进行处理[4]。

4 钢结构桥梁无损检测技术的发展趋势

4.1 当前我国正在逐步完善钢结构无损检测技术体系，并加强与国际上先进技术的沟通和交流，极大地促进了我国无损检测技术的发展。

4.2 以试验和实践为事实基础，通过理论知识的研究，进行深层次的实践应用，在多种不同结构形式的桥梁中采用合理的无损检测技术，并对该技术的检测结果和效率进行充分的验证，然后就可以从对比中发现任何检测技术存在的优势和不足。

4.3 从应用的实践角度出发，无损检测技术在应用过程中应该与计算机技术配合使用。计算机技术的加入，可以对检测结果进行仿真模拟的分析与试验；通过科学的分析方式，准确掌握桥梁的质量问题，同时还能有效推广和应用无损检测技术，扩大其影响范围。

5 结语

综上所述，桥梁是主要的交通基础设施，也是交通系统中所不能缺少的一个重要组成部分，所以在实际管理中需要加强桥梁性能的检测，及时发现其存在的损坏问题，从而提升桥梁的应用效果。在现代科学技术高速发展的背景下，很多新技术应用到了实践中，无损检测技术就是其中之一。它可以在不破坏原桥梁结构的情况下完成质量检测工作，不仅准确度高、操作方便，还对桥梁质量判断有着非常积极的意义。