公路桥梁无损检测技术及应用

严文丽

（江苏润扬交通工程集团有限公司，江苏扬州225000）

0 引言

随着经济的迅速发展，我国的基础工程建设事业也得到迅猛发展。比如，在公路桥梁工程的施工建设方面，不仅施工技术得到了充分发展，公路桥梁的使用寿命也得到了进一步提升。但是，在公路桥梁工程的施工过程中，未按照施工技术规范或设计要求进行违规施工的行为，在一定程度上增加了公路桥梁的安全隐患。为了保障公路桥梁工程的质量，同时也为了保证人民的生命财产安全，必须要加大对公路桥梁工程的检测力度，不断更新、提高公路桥梁工程的检测技术水平，提前或及时发现公路桥梁的质量隐患、安全隐患，以确保公路桥梁工程的质量，避免经济损失。

1 公路桥梁无损检测概述

无损检测是公路桥梁工程施工过程中重要的组成部分。随着公路桥梁工程施工工艺的发展、进步，公路桥梁的检测技术也必须随之提高，这就需要在不破坏公路桥梁工程自身结构的前提下，准确评估公路桥梁的缺陷及使用状况。所以，需要对公路桥梁工程的检测方法和技术进行改革和创新，无损检测技术便应运而生。

目前，无损检测技术主要包括冲击回波检测、超声检测、脉冲雷达、光干涉、声发射、自然电位检测、红外检测、X 射线检测、渗透检测、振动试验分析检测方法等。各种方法的检测优势和重点检测参数并不完全一致，比如，公路桥梁的污染程度、钢筋混凝土结构受侵蚀程度，可以使用固定支座发生器，通过回声波来检测公路桥梁的受损程度及裂缝情况。一般情况下，在对公路桥梁工程进行无损检测的过程中，需要将无损检测设备放置在检测部位附近，或者直接放置在需要检测的部位，以此来保证检测的效果[1]。

从检测的优越性来看，无损检测具有便捷、准确、检测成本低的优势。比如，采用雷达检测方法对公路桥梁工程进行全面扫描，能够有效地检测出公路桥梁工程中存在的孔洞，不仅有效提高了检测的效率和质量，同时也提高了检测数据的准确性。究其原因，主要是因为通过声音传播，能够有效检测出结构物的受侵蚀程度，然后对重点区域进行重点扫描。但是，无损检测的专业性很强，需要使用专业的检测设备及专业的检测人员，只有这样，才能保证公路桥梁工程无损检测的效率和准确性。无损检测的最大优势在于，其对公路桥梁结构不会造成任何形式的损伤，能够有效保证公路桥梁工程结构的完整性。但是，在使用DNT 检测技术时，因为无法立即出具确定的检测报告，所以还需要结合其他检测数据进行分析和整理。因此，为了保证DNT 的检测结果，需要对检测对象进行认真的分析，以此来保证检测结果的科学性和合理性。无损检测对准确评估桥梁和工程质量有着重要的意义和作用。

2 无损检测的技术特点

无损检测技术能够迅速、准确地获得结构物的受损信息，并具备自动化和智能化的特点，从而减少了人工投入，降低了检测成本，同时也降低了检测过程中人为因素的影响。但是，无损检测技术对检测设备的要求比较高，对使用环境也有一定的要求。在检测前，需要根据操作工艺和受检结构物各方面特点，选择适合的无损检测方法。目前，公路桥梁无损检测设备主要有断面检测仪、声波检测仪和抗滑检测仪。其中，断面检测仪能够对公路路面的平整度、厚度、车辙等信息进行全面、有效的检测，并且能够迅速出具相应的检测结果；声波检测仪主要是利用回收声波的方式来获取检测对象的信息，能够对受检结构物的外部及内部结构进行有效检测。例如，对钢筋混凝土结构物的检测，就能够利用声波的方法来进行；抗滑检测仪则能够对路面的摩擦数据进行全面检测，并准确检测出路面的摩擦性能是否满足要求[2]。

3 公路桥梁无损检测方法

3.1 回声波检测法

回声波检测法，是公路桥梁工程无损检测的重要方法之一。回声波检测法是利用声波遇到障碍物反射的原理，对公路桥梁等检测对象进行检测的方法，它可以迅速、直观地反映出公路桥梁等工程的缺陷。在检测过程中，如果往返回声波一致，则代表公路桥梁等检测对象不存在缺陷问题；如果往返回声波不一致，则代表公路桥梁工程可能存在一定的缺陷，检测人员应将返回回声波不一致的区域作为重点进行详细探索，找出结构物的缺陷区域。甚至，在公路桥梁工程的无损检测过程中使用回声波检测法，还能够详细地检测出金属、塑料管道中出现空洞的情况，包括空洞的直径、位置等。

此外，由于回声波检测法在检测过程中不存在放射性或X 射线，因而既能充分保证结构物自身的安全，也不会对检测人员的身体造成伤害，检测过程的安全性好、检测结果的准确性高。但是，回声波检测法也有不足之处，例如：所检测出的空洞直径往往大于实际空洞的直径，所以，在一些关键的界面位置，需要进行全面检测，如果仅仅使用同一面检测的方式，有可能无法准确地显示出缺陷的位置和面积。再者，如果是从底部对受检结构物进行检测，可能导致检测空洞比实际空洞要小一些；回声波检测方法的速度不是很快；必要的时候，需要补充有关信息。所以，此方法在实际的使用过程中具有一定的局限性。

3.2 探地雷达（GPR）检测法

探地雷达是一种利用天线发射和接收高频电磁波，探测介质内部物质的性质及分布规律的物理方法。探地雷达检测方法能够准确地定位结构物内部金属材料、空洞的位置，比如：混凝土结构物内部钢筋的分布情况，预应力钢筋混凝土管道中灌浆不密实所引起的空洞的具体位置。通过对实际的检测工作总结发现，探地雷达检测方法具有广泛的适用性，可以在低分辨率下进行深度探测，在浅穿透下用高分辨率，用于检测拱肩墙等“隐藏”特征。

不过，探地雷达检测方法在应用过程中也有一些局限性。例如，探地雷达检测方法无法准确检测出预应力混凝土灌浆道中空洞的详细信息，如直径、形状。另外，探地雷达检测方法受环境因素的影响比较大，如在潮湿的环境下无法持续、有效地开展工作，同时也不能在0oC 以下工作，还要避免外加磁场的干扰。探地雷达检测方法与其他无损检测方法相比，虽然也有一定的优势，但局限性也十分明显。所以，在实际使用过程中，还需要结合公路桥梁工程的实际检测环境，选择合适的检测方法，保证检测数据的科学性和准确性[3]。

3.3 射线探伤法

射线探伤法主要的探测原理是将底片放置在混凝土结构或钢结构中，通过对敏感底片发射X 射线或伽马射线进行检测，从而检测出公路桥梁工程中存在的问题。射线探伤法与其他的无损检测方法一样，都能够准确地检测出钢筋的位置。除此之外，射线探伤法还能够获得清晰的图像。通常，图片信息是十分准确的，而且，这种方法所需要的操作人员比较少。不过，射线探伤法需要很强的射线源来穿透横截面，以此来获得相关的技术数据，这在一定程度上增加了检测成本。根据实践探究，射线探伤法需要射线源具有较强的穿透力，能够释放150mm 的铱，400mm 的钴，穿透力能达到1500mm，当通道便捷且射线通过的环境比较安全时，射线源就能够提供清晰的图片及横截面信息，测出钢筋、空洞的位置，且能够有效地保证结构物的完整性。所以，射线探伤法在无损检测探索中也得到了广泛应用。

但是，射线探伤检测法也存在缺点。由于射线源穿透力较强，而射线对人体的健康有影响，所以使用射线探伤法进行检测时，必须重视安全问题。若使用此方法，需要事先制定安全方案，且方案必须严密、完善、可操作性强（例如：将射线源放置在专用的金属盒当中，且带有自动关闭的功能等）。具体检测时，应按照方案实施，确保检测过程中的人身安全和检测安全。

3.4 渗透探伤法

渗透探伤法是利用毛细现象检查材料表面缺陷的一种无损检验方法。主要是针对金属以及非金属材料表面存在的裂纹、折叠、夹杂、凹坑、疏松等缺陷进行检测，可以准确完成相应的缺陷位置及尺寸的边缘界定。这种检测方法在应用过程中存在技术方面的优势，主要表现在渗透检测技术对金属材料成品、半成品、焊接件、塑料波纹管等多种施工材料，都可以直接进行检测、分析。除此之外，渗透检测技术在灵活度方面的表现也比较好，就算是特别细小的缺陷也能被发现。

在公路桥梁工程中，渗透探伤法主要被用于钢结构桥梁的检测，检测过程中无需进行耦合，也无需探头有针对性地接触。只需要将渗透剂涂抹于被检测对象表面，用荧光检验法或着色检验法观察缺陷，通过测量就可以测出缺陷的形状、尺寸等。这种无损检测最突出的优点在于：操作简单、方便，检测成本低，结构物表面的各种缺陷都能被检测，且不受缺陷的形状、尺寸的影响，不受材料的组织结构和化学成分的限制。当然，渗透检测技术的适用范围也存在一定的局限性：仅能够对导体材料进行检测，渗透能力较浅，需要相应的参考标准作为基础支持；不适用于检测疏松材料；需要有荧光、着色、日光照射等辅助介质[4]。

4 工程应用

将无损检测应用于公路桥梁的施工过程中时，若以混凝土梁为主要的检测对象，可以采用回声波的方法进行检测。为了保证无损检测的质量和效果，可以采用模拟的方式进行检测，即浇筑若干有不同缺陷的实验梁，并结合受检实验梁的使用环境和当地的检测环境，选择适合的无损检测方法，即时、准确地记录检测数据，从而准确指导施工过程。例如：提醒施工单位在进行高压灌注混凝土的过程中，要保持灌注的连续性，不能出现断断续续的情况，否则在管道中就会出现空洞、裂缝等病害，导致结构物的整体性差、不能充分发挥设计的荷载能力，无法很好地承担公路桥梁的荷载量。轻则，结构物表面会产生裂缝，重则，桥梁还有断裂的危险。

同理，无损检测也可以被应用于在道路工程中，道路工程的检测可以使用探地雷达检测法。探地雷达检测技术作为一种新型的无损检测法，与传统的无损检测法相比，拥有更多优势。探地雷达可以说是目前全球范围内最先进、最科学、最有效的检测技术，在交通运输、城市环保、灾后救援、国家军事安全保护等领域被广泛使用。若对路桥工程进行地质检测，检测前应对被检工程进行现场调查，搜集设计、施工资料，了解工作条件及环境安全的状况；调查施工过程中特殊的施工段，记录结构物的位置、影响检测工作的障碍物和电磁干扰源的位置；查看已发病害，并记录其位置和类型；正确连接雷达系统，并在检测前进行试运行；准确标记检测里程桩号及测线位置；在采用测量轮进行连续采集时，应保持测量轮随检测距离运转良好。如上所述，先进行实地考察，大致了解检测区域的结构、分布等，然后根据实际情况设计出一个完善的方案，对重点检测区域应多加关注，而且事先要能够设想出在检测过程中可能会出现的问题，从而给出相应的解决方案，以便用最快速度，高质量地完成检测。

使用探地雷达检测法进行路桥工程地质检测，可以通过地面无线雷达对地面下1m 以下的结构物进行探测，包括沥青厚度、管道破裂、混凝土板缺陷等。目前，探地雷达能够实现三维检测，对道路的平面及纵、横断面信息进行精确定位，从而大大提高了道路检测的准确性。近年来，三维探地雷达技术已被广泛应用于路面结构层内部的病害检测，如路面承载力、混凝土板内部破损、接缝积水等，可以帮助道路在病害初期采取相应的处理措施，防止病害的进一步发展。与其他常规的地下探测方法相比，三维探地雷达技术具有快速、连续、高分辨率、操作灵活、成本低等优点。利用雷达探测车在夜间行驶，也能够对道路进行无损检测，而且数据非常准确，可以为道路的设计与改造方案提供可靠的数据支持。

无损检测技术能够有效地检测出公路桥梁工程中存在的质量问题，并且具有显著的优势，这不仅能够降低检测的成本，还能确保检测的效率和质量，充分保障了公路桥梁工程的质量。

5 结语

总而言之，无损检测是检验公路桥梁质量的重要措施，具有显著的优势。无损检测不仅能保证检测数据的科学性和准确性，还能最大限度地降低工程检测成本，保证工程检测的质量和效率，很好地反映出公路桥梁工程的质量。与此同时，无损检测的检测方法有很多种，检测人员可以结合实际的检测环境、被检对象的性质等情况选择适合的检测方法，从而提高检测的质量和效率，为公路桥梁能够充分发挥其服务功能作出贡献。