道路桥梁工程的试验检测技术探微
2024-08-21郭建康
摘 要:随着道路桥梁工程建设领域各类施工技术的不断发展,试验检测技术也得到了相应的创新和优化,能够为道路桥梁工程提供更加科学、准确的检测结果。基于此,对目前道路桥梁工程中应用的试验检测技术做出了详细分析,讨论了试验检测技术的主要工作内容及其应用必要性,对常用路桥工程试验检测技术的应用方法、应用效果做出了分析。探讨了目前路桥工程试验检测技术应用中存在的问题,并对道路桥梁试验检测技术未来的发展做出了一系列展望。
关键词:道路桥梁工程;试验检测技术;展望
中图分类号:U446 文献标识码:A 文章编号:2096-6903(2024)07-0076-03
0 引言
道路桥梁工程试验检测技术的有效应用,是路桥工程建设安全性的有力保障,快速、精准的检测能对路桥工程中存在的安全隐患做辨别、排查,可进一步提高路桥工程建设质量,为交通安全保驾护航。
目前,路桥工程中所用的试验检测技术仍存在一些局限性与应用、管理方面的缺陷,检测的精准性仍有待提升。对此,本研究对路桥工程试验检测技术做出综合分析,指出其中问题,又对其未来发展做出展望,以期为路桥工程试验检测技术的发展贡献一份力量。
1 道路桥梁工程试验检测技术具体内容及其必要性
1.1 道路桥梁工程试验检测技术具体内容
路桥工程试验检测技术的检测对象,包括路桥表面缺陷以及路桥结构质量缺陷两种。其中,表面缺陷包括路面桥面裂缝、坑洼、剥落等问题,而结构质量缺陷多为隐蔽工程点位,会直接影响路桥工程的安全性。在使用试验检测技术检测道路桥梁工程建设质量时,要明确缺陷类型,了解缺陷特征,分析缺陷成因及可能的发展趋势。基于试验检测技术得出的结果,制定修补方案,为工程建设质量保驾护航[1]。
1.1.1 健康检测
待路桥工程施工完毕后,应对工程建设状况及路桥的整体状态做健康检测,确保路桥工程的建设完成度符合工程预期标准、满足交通运输需求,待路桥通过健康检测后,方可投运。除对其基础健康状态的检测外,还需要对该路桥工程在使用期限范围内的磨损状态进行模拟分析,并预测路桥工程的使用寿命。健康状态检测应采取先进科学的技术手段,保障测试结果的真实性。
1.1.2 性能检测
针对路桥工程的试验检测大多面向路桥工程建设集料质量,确保选用集料的质量、性能达标,满足工程建设的根本需求。
1.1.3 内部缺陷检测
路桥工程的内部缺陷检测,包括但不限于路桥工程结构破裂、分层等问题,是保证路桥工程安全的根本。采用先进的试验检测技术,对路桥内部结构各隐蔽工程点位的安全性做详细检测,有利于消除路桥工程自有缺陷,提高路桥工程的建设质量。
1.2 道路桥梁工程试验检测技术的必要性
道路桥梁工程建设规模大、周期长、参与人员众多还涉及多项工艺、技术,在工程建设期间,会受多种客观因素影响,导致隐蔽工程隐患等。如不对其进行检测并及时排查,必将影响工程建设质量与施工安全。
试验检测技术将通过专业的技术手段、检Q9oI/JPj6j2fPsRrk/iLcg==测仪器执行精密检测,得出确切的检测参数,便于工作人员从客观角度上判断路桥工程的建设质量,真正从源头上发现问题并处理问题。在实践应用中,正确使用实验检测技术,能够有效解决道路桥梁工程中原材料掌控问题及施工现场的技术操作管理问题造成的质量缺陷[2]。
2 常用的路桥工程试验检测技术分析
2.1 桥梁荷载试验检测技术
桥梁荷载试验是常见的路桥工程试验检测技术之一,是指以对桥梁结构或构件施加荷载的方式,对路桥结构静力特性与动力特性进行的检测,是目前最有效的可用于评定桥梁承载能力的检测技术。
2.1.1 静力试验检测
开展静力试验检测,应先选取准确的静力试验孔,试验孔的精准性关系到本次试验是否可以反映出桥梁结构的具体性能。检测人员需要了解现场的具体情况、桥梁的结构特征,灵活选择静力试验孔,并根据本工程的建设状况,编制确切合理的静力实验方案。
为了进一步提高静力试验检测中对路桥工程承载性能检测结果的精准性,可以将静力试验分为一到两个关键的内控截面,再根据现场的具体情况,考虑是否需要额外增设内控截面。静力试验检测中,通常将公路桥梁看作一个完整的整体,检测期间还要考虑被检对象的特性,明确影响该检测结果的各项因素,做好变量控制。
根据路桥工程的设计需求,确定好检测指标,在桥梁承载力的标准范围内,对其结构与运行功能做综合分析,确保所有参数和指标都处于标准范围内。在检测时,应有技术人员对路桥结构的应力变化状况做综合分析与跟踪监测,确定在静力状态下,不同位置应力变化情况的关联性,进一步强化内力控制效果。在试验中,必须严格根据规划方案中的需求及工程的实际建设等级、分类方式,确定荷载方法。
2.1.2 动力试验检测
动力试验检测又称为动态检测技术,主要用于分析桥梁核心构件的振动情况,以及桥梁结构的动力与荷载响应效果。在检测时,应确定好桥梁振动位置核心处的信号指标,再针对此类指标、参数作综合分析,结合当前的具体情况,即可确定桥梁建设状态[3]。
2.2 无损检测技术
路桥工程中的无损试验检测技术有超声波、光纤传感、探地雷达、频谱分析与图像分析等多种方法,可以对道路桥梁工程整体及其各构件处做详细检测。其检测速度较快,对路桥结构无明显损害,可直观地将待检测路段的内部建筑条件、各环节的实际施工质量以数据形式或可视化形式呈现,便于工作人员掌握道路桥梁工程建设实况。
在实践应用中,无损检测技术可以在一定程度上弥补传统检测技术繁琐复杂、周期长、成本高等多项缺陷,目前已在业内普及。例如磁感应无损检测技术,专注于在路桥标量检测中各项传感器的研发与应用,加速度计、中小型磁感应设备和角位移传感器均在道路桥梁试验检测工程中大放异彩,其造价低廉、特性稳定、数据精准,不仅能对桥梁工程建设实况与设计图纸的偏差做监测,还可以检验路桥混凝土结构中氯离子含量及其实际导电率,继而判断出结构内部的钢筋腐蚀状态。
无线通信无损检测技术多用于检测路桥工程内部是否存在破损,通过对原位应力波的监测与分析,能判断出桥梁内部结构状态、定位破损位置。在此基础上发展出的声发射无损检测技术,还可以对路桥桩基结构、混凝土结构、内部裂缝位置及其发展扩张状况进行监测,并预测出道路桥梁工程的实际使用寿命。
2.3 红外热像感应技术与雷达波
红外热像感应技术与雷达波是路桥工程中最常见的试验检测技术之一,主要依靠红外热像仪与雷达探测对路桥工程进行巡检。该技术效率极高,可在短时间内完成大量巡检任务,受到广泛欢迎。其中,红外热像感应技术通过有红外线功能的监控摄像头,对被检测路段进行拍摄,即可得到被检测对象的红外热像温感图。如其表面或内部存在裂缝,则会在阳光的直射下生成温差像,即可得到准确的裂缝位置。
雷达波在传统的雷达探测之上融入了红外探测,雷达发射器会生成有一定硬度的电磁脉冲,将其发送至被测路段或桥体的表面,再搭配传感器接收电子脉冲穿过路桥结构面反射回的信号,获取到雷达回波强度参数,再对其分析,便能快速判断出路桥内部是否存在损坏区域以及损坏程度。
2.4 神经网络检测技术
该技术是根据神经网络算法结构BP实体模型发展而来的,借助人工智能大数据等多项先进技术,建构实体模型,再根据该模型的投影,对路桥主体结构的承载能力进行模拟试验与测试分析,得出标准值类别,再配合神经网络算法,判断出被检测对象的安全指数。
2.5 光纤传感检测技术
在实践中,光纤传感检测技术可检测的内容多,所以该技术的应用范围广,包括但不限于磁场、水位、振动、温度、压力等标量。在检测中,一旦标量变化,被光源感知到,光源则会受张力影响,产生应变率频率,对该频率的传播状态进行分析,便能通过掌握桥梁在运行过程中各标量的变化,判断出桥梁的结构特性。
3 目前路桥工程试验检测技术的问题及对策
3.1 试验检测管理系统不完善
试验检测是路桥工程施工项目管理工作的重要构成,但目前部分工程的管理部门并未充分意识到试验检测的重要性,甚至有些工程的管理部门并未建设路桥工程试验检测技术的管理系统,在执行工程试验检测时,存在严重的形式化问题。监管力度不足,试验检测技术便无法发挥出其自身价值,不能为路桥工程的建设质量及其安全性做保障。
对以上问题,应由国家质检机构出面整顿路桥工程试验检测行业,优化国家质检机构整体的管理工作流程,加大对道路桥梁工程试验检测环节的监管力度,确保所有试验检测人员均能以标准规范、标准操作落实自身职责。制定标准化试验检测管理方案,构建管理系统,严禁试验检测中存在弄虚作假等不当行为,以此提高路桥工程试验检测结果的权威性。在路桥试验检测中,要根据该工程项目的特征,编制有针对性的试验检测管理制度,并要求各部门各层级工作人员严格遵守。
3.2 技术人员专业能力不足
目前,道路桥梁工程试验检测方面的专业人才依旧稀缺,部分道路桥梁工程中的试验检测人员并非专业对口的技术人员,其专业水平有限,会影响道路桥梁工程试验检测技术的应用效果。部分试验检测人员自身职业素养不足,对细节把控不到位,或对工程的理解度不足,在不同工程中套用同一试验检测流程等问题较为常见,影响了实验检测效果。
检测人员应具备较高的试验检测技术技能与过硬的职业素养,以便在面对突发事件时,可立即分析问题原因,并提出应急处理方案。检测人员还应具备终身学习意识,能够不断学习新的检测技术、检测理念,秉持公正的态度,坚持求真务实,做到每一项、每一次检测结果都是精准、确切、基于事实的。
对参与项目的所有试验检测人员,在项目初期均应参与统一的岗前培训,使其认清自身工作职责、端正思想观念,不断提高个人素质。岗前培训的内容应包含本工程项目的建设图纸、设计方案及标准需求等资料,保障试验检测人员能根据该工程项目的特征,制定出最科学、可行且合理的试验检测方案,使其正确利用自己的专业能力,把握好试验检测过程中的每一个细节,认真对待每一道工序、每一个数据。
3.3 试验检测技术落后、设备老旧
许多施工单位对路桥工程试验检测的重视度不足,在试验检测环节投入的资金有限,没有积极引进新的检测技术或检测设备,严重影响了试验检测效果,或会导致试验结果真实性不足,无法正确反映出路桥工程建设实况,继而影响工程质量及工程安全性。例如,在较为偏僻的路桥工程施工现场,网络不发达、信号较弱,如果现场使用的试验检测设备过于老旧,不满足现场的信号传递需求,便无法得出检测结果。
工程建设期间,应加大对试验检测工序的重视度,多投入资金,学习新的试验检测技术,在不影响工程造价的基础上,购置先进的检测设备。如条件有限,也可通过租赁等方式控制检测设备成本,为试验检测提供强有力的支持。积极研发新技术,推动技术创新、技术升级,探索试验检测技术与新时期先进科技的融合方法,为试验检测技术的发展提供新思路、开辟新道路。
4 对路桥工程试验检测技术的展望
目前,业内已经出现了路桥工程实时运行状态监测系统、路桥承载性能无创检测、智能路桥支撑点等新技术,虽然此类新技术尚未完全普及,但也在试验中取得了一定成果。从新技术的研发上可以发现,未来路桥工程试验检测技术的发展,应为智能化、自动化、无创化。智能化、自动化、无创化的试验检测技术,可实现对道路桥梁工程的实时检测,并在智能处理系统下,完成数据信息的高效处理、资源共享及实时储存,大幅度缩短路桥工程试验检测环节的时间,能以更便捷的技术手段获得更精准的检测报告。
以无线通信技术为数据采集端,再根据道路桥梁工程试验检测的功能需求,进一步拓展新技术的研发与应用空间,以保证道路桥梁工程试验检测的专业性。再将其与工程前期设计、施工全过程管理及后期运维监测合并,即可建立起路桥工程设计、建设、运维一体化的动态监管数据库。借助人工智能大数据分析与挖掘与神经网络等先进技术开发出专家检测系统,可为未来路桥工程试验检测技术的发展提供新方向。
5 结束语
在道路桥梁工程中应用试验检测技术,可以对道路桥梁工程的健康状况、性能及其内部缺陷进行标准、细致的综合性检测,根据检测结果制定改进修整方案,能为路桥工程建设质量及其安全性提供有力保障。
目前,路桥工程中常用的试验检测技术包括荷载试验检测技术、无损检测技术、红外热像感应技术与雷达波、神经网络检测技术、光纤传感检测技术等,但在实践应用中,依然存在试验检测管理系统不完善、技术人员专业能力不足以及检测技术落后与设备老旧3方面的问题,对此需尽快改进。加大试验检测管理力度,完善专业技术人才培养策略,并着力于学习新技术、使用新设备,方可为路桥工程建设提供稳定支持。
参考文献
[1] 马蕾.道路桥梁工程试验检测技术的应用[J].工程建设与设计,2023(10):195-197.
[2] 常钟.公路桥梁工程中的试验检测技术及应用实践[J].运输经理世界,2022(32):83-85.
[3] 白莉萍.道路桥梁工程试验检测技术的应用探讨[J].冶金管理,2022(7):100-102.