公路桥梁中采用无损检测技术的应用

李权,冯魏

摘 要：现阶段，随着经济的快速发展，桥梁工程的质量控制逐渐成为国家和社会关注的焦点。为了进一步控制桥梁工程的质量，无损检测技术应运而生并得到了广泛的应用。在不损坏桥梁的情况下进行桥梁工程质量检测，以及时发现桥梁工程中存在的问题，降低了桥梁运营风险。

关键词：公路桥梁;无损检测技术;应用

0 引言

随着我国道路交通的快速发展，促进了国内路桥工程建设的不断发展和路桥工程质量的不断提高。其中，工程检测是进行工程质量控制的有效手段，受道路桥梁工程建设发展及其工程技术水平不断提升的影响，进行道路桥梁检测应用的技术手段也越来越多样化，其检测应用的效果也越来越显著。

1 无损检测技术的概念及其特点

（1）无损检测技术是指运用光纤、超声波、雷达等先进技术手段，通过评估激发源（如声音，光和电）进入建筑工程结构时产生的变化，来判断结构的内部是否存在缺陷以及缺陷情况。无损检测技术对结构不会造成破坏，但是无损检测需要使用很多复杂的电子设备，相较于传统检测技术，无损检测不会影响被测对象的结构完整性，适合用来检测正在运营的道路和桥梁结构。（2）无损检测可以完全覆盖待检测范围，可以第一时间检测到结构内部的潜在问题，可预测性良好。因此，通过无损检测技术获得检测结果，可以直接作为道路和桥梁结构维修的参考，从而有效提高道路和桥梁结构检测的准确性，大大缩短道路和桥梁检测和维修时间。

2 公路桥梁中采用无损检测技术的应用

2.1 激光技术的应用

激光技术可以检测公路桥梁的路况，其基本原理是光的衍射、反射或折射。以衍射为例，激光本身是直线传播，在空间传输的过程中，若遇到狭窄缝隙，将会产生衍射，而借助衍射光回馈的信息，可以明确狭窄缝隙宽度，得到明暗相间的图像，找出公路桥梁中可能存在的位置偏移或者过度变形问题，为桥梁的管理维护提供便利。通过光电转换器，光能可以转换成电能。根据光电位移的实际情况，进行科学的计算和分析，得出公路桥梁结构中钢筋和混凝土的弯曲和沉降程度。此外，还可以利用光电时差原理，即通过对激光传输距离最短所引起的时差进行分析，阐明桥梁内部结构的均匀性，找出存在的缺陷和问题，为桥梁维修提供参考。

2.2 低应变检测技术应用

是通过在桩顶进行低能量的振动荷载施加，并对桩顶振动的速度进行测量，然后再时域分析、频域分析等分析开展下，对桥梁桩身的完整性进行判断。值得注意的是，桥梁桩基检测中的低应变检测方法主要包括弹性波反射和机械阻抗，这两种方法在桥梁桩基检测中的应用效果比较好。值得注意的是，在上述两种低应变检测方法中，弹性波反射检测的应用相对简单有效，可以在短时间内完成数据分析，而机械阻抗法则广泛应用于机械设备和分析方法中，检测成本高，易受桩基边界和初始条件影响，应注意试验结果误差的可能性。此外，采用低应变检测方法进行桥梁桩基检测中，还需要根据桥梁桩基的桩型与检测分析对象，对其激振方式进行合理选择和应用，以确保检测分析结果的准确性。比如，在进行某钻孔灌注桩桥梁的基础检测中，其中，该桥梁桩基的直径为1.5 m、桩长为60 m，在应用低应变检测法进行桥梁桩基检测中，通过对其激振方法的合理分析和选择应用，就可以不经滤波处理获取较为清晰的桩底检测反射结果，并且对该结果的指数即使很小，也能够通过放大后清晰呈现;但是，在进行上述桥梁桩基结构的桩身浅部缺陷检测中，就需要选择一些硬质材料且重量较强的激振方式进行检测应用，从而在检测分析中获取高频脉冲波，使桩基浅部缺陷检测结果的辨识度增加，为桥梁桩基质量评价及控制提供可靠的支持。

2.3 雷达检测技术

雷达检测技术是利用高频电磁波反射来确定检测目标体位置与埋深，其在桥墩质量检测中得到了广泛应用，测试方便、操作简单、配置轻便，适合不同场地，数据存储可为数字或图像格式，可用后处理软件进行3D处理。雷达检测技术具有以下优势：一是利用高频电磁波的反射来确定目标的位置和埋深，是工程勘察的技术和手段;二是坚固、防水、防尘的设计，使智能雷达系统能够在不同环境、极端温度或气候条件下工作;三是大深度探测，100 MHz天线能满足20 m深度范围的探测，触摸屏操作和手动操作屏;四是能适应各种地形探测，如四轮、双轮和单轮配置;五是轻巧的模块化结构，便于快速拆卸、运输、安装和测量;六是GPS定位系统的测距轮及外围设备为测量提供准确的位置信息;七是主机内置Wi-Fi模块，可将测量结果实时传输到指定终端;八是可以实现三维网格测量。现场实时显示断面和水平断面;九是现场实时显示测量轨迹，测试结果直观、清晰，可确定目标位置和现场埋深;十是可选的外部高精度GPS天线。雷达检测技术的优势，使得雷达检测技术在桥梁工程质量检测中得到广泛应用，为桥梁工程质量监控提供了重要的数据支持。

2.4 声波透射检测技术的应用

能够利用超声波在混凝土中的穿透检测，以根据声时、波幅、波形等参数变化，分析和判断桩基混凝土的质量。采用超声波透射检测技术检测桥梁桩基时，还可以检测混凝土中超声波传播速度的变化，对其离散情况进行统计，以分析混凝土的均匀性等级等。需要注意的是，进行桥梁桩基的实际检测与分析中，需要将换能器放置在声测管中并保持一定的距离，然后进行同步的上升/下降处理，以根据栓徐进行不同测点的声时、波幅等参数测定;对平行检测过程中数据不正常的情况，需要通过减小间距或者是通过斜测等方式进行检测处理，以确保其检测质量和效果。比如，采用声波透射法进行桥梁桩基检测应用，根据声管安装材料刚度和强度高的实际情况，在具体安装中应采用螺纹连接或套管焊接，以保证测试分析结果的准确性。

2.5 射线探伤技术的应用

射线探伤技术的基本原理，是将底片放置在公路桥梁结构内部，发射X射线以获得高清晰度图像。将X射线探伤技术应用于公路桥梁，可以帮助养护人员更准确地获得结构中钢筋的断裂情况和断裂位置。底片发射的X射线具有很强的穿透测量能力，即使面对大的结构，也能获得准确的信息。然而，从目前来看，射线检测技术在公路桥梁中的应用还存在一些缺陷和问题。只有做好准备工作，埋下大量辐射源，才能穿透厚厚的建筑表面。否則，无法达到理想的探伤效果，图像误差较大。同时，射线检测技术成本高，在实际应用中很多方面缺乏稳定性，需要结合公路桥梁的实际情况。

3 结语

无损检测技术在路桥结构检测中的应用是一个比较新的领域。为了解决无损检测技术在实际应用中存在的问题，需要进一步探索其应用技术和应用领域。从无损检测技术的概念和原理出发，介绍了常用的无损检测方法，分析了无损检测技术的优点和应用局限性。同时，结合未来无损检测技术的发展趋势，提出无损检测技术应与传统检测技术相结合，实现各种检测方法的优势互补，从而进一步提高路桥结构检测的精度和效率。

参考文献：

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[2]赵劲彪，冯超，居龙，等.法兰螺柱原位超声无损检测技术研究[J].现代机械，2021（1）：25-27.

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