公路桥梁结构检测技术探讨

2021-03-30周玉辉

建材与装饰 2021年3期

周玉辉，丁贵

（1.武汉公路桥梁建设集团工程试验检测有限公司，湖北武汉 430311；2.湖北交通工程检测中心有限公司，湖北武汉 430311）

公路桥梁结构检测是一项重要的工作，主要是利用结构检测技术掌握桥梁结构、部件的具体情况，不能干预公路桥梁的应用。公路桥梁结构中需采用合适的检测技术，及时发现公路桥梁中的结构缺陷，维护公路桥梁的结构安全。公路桥梁结构检测技术的目的性强，合理组织结构检测技术，满足公路桥梁的根本需求。

1 公路桥梁结构检测技术的类型

分析公路桥梁检测案例中常用的几种结构检测技术，合理安排检测技术的实际运用，提高公路桥梁的安全水平。

1.1 机械检测

机械检测是较为原始的一类技术，机械测试中的主要仪器分为杠杆、齿轮等，共同完成了公路桥梁的结构检测[1]。机械检测使用的技术可以分为四个部分，具体的应用表现为：①传感机构，该机构由测杆与弹簧构成，这部分机构能感受到被测桥梁结构内的构件状态，及时感知构件异常，传感机构会把构件异常信息传输给转换机构，显示在测量仪器上；②转换机构，该机构负责收集并转换传感机构发来的信息，完成信息放大、缩小的工作，也涉及方向改变；③指示机构，该机构会采用统一的形式体现转换机构传来的信息，指示机构中分为度盘、指针构成；④机体保护部分，该机构负责把上述机构连接起来，确保机械检测过程中没有影响因素。

1.2 电测技术

公路桥梁结构检测时，电测技术利用传感元件实现机械量到电量的转换，再利用仪器实现电阻到电压的转换，最终放大电压数值以后，根据机械量提供指示。电测技术中使用的传感元件为电阻应变片，使用的测量仪器为电阻应变仪。公路桥梁结构检测中，电阻应变测试是公路桥梁结构检测中常见的技术，主要用于分析结构应力。

1.3 超声波检测应用

超声波检测属于一类无损检测操作，是发展较为迅速的一项措施。超声波检测技术在桥梁结构的检测工作中主要运用高频率声波，检测人员向被检测目标发送超声波，超声波在检测过程中会传出不同类型的波形，最终传输到接收仪器中[2]。超声波检测技术能够判断公路桥梁结构内是否有断裂面、孔洞等缺陷，超声波检测能够为桥梁提供灵活的检测手段，可以大范围地实行测试。

1.4 射线检测技术

射线检测技术的核心就是射线，其检测的原理是指根据检测标准设计出可用的核子检测仪，主要是监测土壤密度、土壤含水量[3]。公路桥梁结构实行检测时，射线检测按照技术类型可以分为散射插入型及表现型、透射插入型及表现型四种，射线有一定的伤害作用，使用射线检测技术时应该做好防护工作，以免操作人员受到射线误伤。

2 公路桥梁结构检测中的材料检测

材料属于公路桥梁结构检测的重要对象，公路桥梁的工程中常用的材料有：混凝土、构件是较为重要的检测内容，例举材料检测中的具体检测方法，如下：

2.1 混凝土强度检测

混凝土材料与公路桥梁结构存在直接的关系，尤其是材料的强度，混凝土材料的强度符合标准才能确保公路桥梁结构的稳定性[4]。公路桥梁工程中材料强度检测的方法比较多，如钻芯法、超声波法、断裂法、贯入法等，考虑到公路桥梁结构的整体性需求，材料强度检测中建议采用回弹、超声波这类型的无损检测技术。公路桥梁结构检测时，采用综合的检测方法，也就是把多类型的检测技术综合起来，检测结构的误差控制为9%±7%。材料强度检测中针对不同龄期的混凝土采用不同的方法，比如混凝土龄期超过90d时，如果采用回弹法，就要先修正混凝土表层的碳化状态，假如运用超声波就要考虑混凝土的湿度影响。

2.2 构件缺陷的检测

公路桥梁构件缺陷的影响非常严重，例举公路桥梁构件缺陷检测的方法，如：①目测法，构件在公路桥梁中的使用采用了目测的方法观察其性能，构件发生裂缝、空洞、锈蚀等问题时都能直接目测出来，目测时也能使用一些工具发现外露构件的损坏问题[5]；②超声波探伤，公路桥梁结构中超声波探伤主要是检查钢材、焊接缝隙以及混凝土结构，比如混凝土中有空洞、裂缝、破损时就可以使用超声波探伤，及时发现混凝土结构的缺陷；③声波检测，采用工具敲打公路桥梁结构的构件，听取敲击返回的声音，通过比较声音差异判断结构状态，当桥梁结构有破损时敲击产生的声音就会有差异，这种方法简单而常见；④雷达检测，此类方法在公路桥梁中主要运用脉冲雷达产生的电磁回波直接检查混凝土桥面板，雷达检测的效率高，有助于快速发现公路桥梁中混凝土桥面板的问题。

3 公路桥梁结构中钢筋锈蚀检测技术

钢筋是公路桥梁中的重要构成，钢筋出现锈蚀、弯曲这类问题时，直接干预公路桥梁的整体安全性。公路桥梁结构检测时，要把钢筋的锈蚀检测技术当成要点，围绕公路桥梁中的钢筋混凝土结构展开评估。钢筋混凝土结构中的混凝土结构的密度、含水量、碳化等因素都会引起钢筋问题，钢筋发生锈蚀之后又会干预混凝土结构，两者之间产生恶性循环，诱发公路桥梁结构失控。本文例举了钢筋锈蚀检测技术的应用，如下：

3.1 钢筋锈蚀评定的直接技术

钢筋锈蚀评定中采用的直接技术主要就是采用直接的方法完成钢筋锈蚀评定。例举常用的几种直接技术，如：①电阻探测技术，钢筋锈蚀以后会出现结构损坏，电阻变大的问题，利用金属的这个原理实行电阻探测，致力于发现钢筋锈蚀的位置[6]；②线性极化探测技术，此技术的核心是电化动力学，测量过程中两电极会产生极其微小的电流；③半电池电位测量方法，钢筋锈蚀评定现场选择一个已知的常量基准电极，两种极点位比较，这样就能测量好钢筋在混凝土中的极电位，这种方法经常用在测量钢筋极电位上，在公路桥梁钢筋结构的组织原位检测，用于评估钢筋混凝土的耐久性。这类方法中，前两种方法适用于新建桥梁中，后一种方法适用于新、旧桥梁中。

3.2 钢筋锈蚀评定的间接技术

公路桥梁钢筋锈蚀评定时，总结了几点间接技术：①钢筋混凝土结构中运用保护层测试仪器，仪器专门用于钢筋外侧混凝土的评定检测，确保混凝土保护层厚度能够达到标准；②钢筋锈蚀评定的间接技术中需测定混凝土电阻率，可以采用四电极法实行准确测量；③混凝土中氯离子会对钢筋产生腐蚀影响，钢筋锈蚀评定中需测定混凝土内氯离子的含量；④公路桥梁钢筋锈蚀评定中在现场组织测试混凝土的碳化深度，公路桥梁结构中发生断裂后，在新产生断裂的缝隙处涂抹2%的酚酞酒精溶液，利用酚酞颜色判断混凝土有无碳化，溶液中酚酞为紫红色时说明混凝土无碳化，酚酞无色说明混凝土已经出现碳化，无法保证内部钢筋稳定。

4 公路桥梁结构检测中的新技术分析

公路桥梁结构检测中采用了一项新技术，即低应变动测法，这项技术具有准确的检测优势。低应变动测法的操作过程为：检测人员使用小锥敲击检测部件的顶端，被测部件上安装了传感器，用于接收敲击产生的应力波，反演分析应力波的速度与频率，最终分析检测结果，判断公路桥梁结构的状态。

4.1 新技术的构成分析

低应变动测法这种新技术，在公路桥梁的结构测试中，新技术是由信号采集仪器、小锤、传感器、打印机构成的，测试中使用的信号采集仪器为十六位的模数转换器，要求采集频率不能低于截止频率的2.5倍，现场保持无噪音干扰的环境，维护新技术的平稳性。

4.2 新技术的应用范围

低应变动测法用到测土阻力上，比如动土阻力、静土阻力，这种低应变动测法适用于桥梁的桩基结构内，新技术检测桩基结构时，根据桩基结构获取应力波信号，公路桥梁桩基承载力非常大，桩基上有缺陷时应力波信号就会反馈出来。低应变测法在桥梁桩基检测中，发挥着很大的作用，其可检测出土壤对桥梁地基、桩基的影响。

4.3 新技术的使用过程

低应变动测法在公路桥梁结构检测中的使用，选择合适的测试点，根据桥梁桩基直径选择测试点，测点要均匀分布，规范处理测试点，使用敲锥在传感器合适的位置敲击，促使传感器能接收到敲击波。测试现场要根据实际情况设计传感器的安装位置，避免接收不到应力波信号。测点选择也要合理，敲击点的位置直接关系到检测的结果，检测人员应该在公路桥梁工程现场选择合适的敲击点，现场各项操作应该由专业的测试人员实行，测试过程中需多次组织采集，用于提高检测的准确度。