道路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探究
2015-08-04
道路橋梁作為我們整個(gè)社會(huì)的重要建筑，它不僅是整個(gè)社會(huì)先進(jìn)技術(shù)的一個(gè)標(biāo)志，而且也是整個(gè)社會(huì)四通八達(dá)的信息交流的一個(gè)工具。道路橋梁在我們的生活中承載著重要的責(zé)任，它的安全性的保障，其實(shí)是在保障每一個(gè)人,每一個(gè)家庭，以及整個(gè)社會(huì)、國(guó)家的平安、穩(wěn)定。我們必須要保證道路橋梁的安全性。為了確保道路橋梁的安全性，我們必須要不斷的更新道路橋梁的檢測(cè)技術(shù)，不斷的從材料和質(zhì)量的前提上做出保證，盡量的減少道路橋梁的損害，給我們的社會(huì)增添光輝，提供更多的安全保障。
一、需要進(jìn)行檢測(cè)的道路橋梁需要進(jìn)行檢測(cè)的橋梁原因各種各樣, 絕大部分是舊橋, 因?yàn)榕f橋資料比較匱乏, 相對(duì)而言管理起來(lái)比較困難;在特殊情況下有些新橋也要求做檢測(cè)工作, 綜合起來(lái)主要有以下幾類(lèi):①缺乏設(shè)計(jì)、施工資料的橋梁。②施工質(zhì)量較差, 不符合設(shè)計(jì)要求的橋梁。③橋梁竣工經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的病害的橋梁。④希望提高允許承載能力的橋梁。⑤需要通過(guò)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特殊荷載車(chē)輛的橋梁。還有一些橋梁是因?yàn)橐恍┨厥庠蚨枰鰴z測(cè)工作, 比如為了取得一定的科研資料等等?，F(xiàn)在一些特大橋梁不僅僅是要求做短期的檢測(cè), 還需要進(jìn)行長(zhǎng)期的健康監(jiān)控。 二、道路橋梁檢測(cè)技術(shù)
1、超聲波檢測(cè)技術(shù) 超聲法檢測(cè)道路橋梁缺陷的基本原理是利用超聲波檢測(cè)儀以及聲波換能器，測(cè)量并分析超聲脈沖在道路橋梁中的傳播速度、波幅、主頻率等參數(shù), 然后以這些參數(shù)以及相應(yīng)的變化為依據(jù)，判斷道路橋梁出現(xiàn)的缺陷。
2、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù) 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)又稱(chēng)探測(cè)雷達(dá)技術(shù),是一種高精度、無(wú)損檢測(cè)、直觀(guān)、經(jīng)濟(jì)快速的高科技檢測(cè)技術(shù)。技術(shù)主要通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)向物體內(nèi)部發(fā)射高頻電磁波，然后由物體產(chǎn)生的相應(yīng)反射來(lái)判斷物體內(nèi)部的情況。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是一項(xiàng)精度較高的物理探測(cè)技術(shù), 主要應(yīng)用于工程地、地基工程、文物考古、道路橋梁以及混凝土結(jié)構(gòu)探傷等檢測(cè)領(lǐng)域。主要流程為： a）檢測(cè)人員用筆記本電腦對(duì)控制單元發(fā)出指令信息b）控制單元在接受指令后, 向發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)發(fā)射出信號(hào)c）當(dāng)發(fā)射觸發(fā)信號(hào)后, 向地面發(fā)射高頻電磁波d）當(dāng)探測(cè)位置為不均勻介質(zhì)時(shí)，電磁波就會(huì)遇到不同電性的目標(biāo)和界面，導(dǎo)致部分電磁波被反射回地面， 然后接收天線(xiàn)接收信號(hào)，并以數(shù)據(jù)的形式傳到控制單元，返回到筆記本中,以圖像的形式顯現(xiàn)出來(lái)e） 通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，就可以檢測(cè)出被檢測(cè)物的內(nèi)部情況
3、聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù) 由于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻或者存在不同性質(zhì)的缺陷， 局部應(yīng)力的集中會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的應(yīng)力分布， 材料在產(chǎn)生裂縫、發(fā)生塑性變形以及斷裂過(guò)程中，會(huì)釋放出部分應(yīng)力，使之以應(yīng)力波的形式向四周擴(kuò)散，即為聲發(fā)射。 道路橋梁中的混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生變形，當(dāng)變形超出設(shè)計(jì)要求時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂紋，以波的形式釋放能量。運(yùn)用聲發(fā)射法對(duì)道路橋梁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將聲發(fā)射器放置在需要檢測(cè)的部位，通過(guò)檢測(cè)不同位置收到的聲波時(shí)間差，就可以明確缺陷的發(fā)生位置。運(yùn)用聲波發(fā)射法進(jìn)行檢測(cè)可以準(zhǔn)確、快速地了解橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。在分析研究缺陷位置以后，裂紋的種類(lèi)、開(kāi)裂速度等都可以比較詳細(xì)地分析出來(lái)。由于此種檢測(cè)方法容易受到周?chē)肼暤挠绊懀瑫?huì)導(dǎo)致檢測(cè)精度的下降；另一方面，此種方法是利用道路橋梁內(nèi)部缺陷，因此可以進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
4、沖擊回波法檢測(cè)技術(shù) 沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)儀器通過(guò)機(jī)械沖擊器向被檢測(cè)物體表面發(fā)送應(yīng)力脈沖波，當(dāng)壓縮波在物體內(nèi)傳播遇到內(nèi)部缺陷時(shí)，沖擊波就不能穿透而發(fā)生反射，當(dāng)波速固定且選擇正確的沖擊器時(shí)，就可以通過(guò)測(cè)試準(zhǔn)確地測(cè)得缺陷位置，即便沒(méi)有缺陷也可以測(cè)得物體的厚度。 沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)常為單面反射測(cè)試技術(shù)，在檢測(cè)完一點(diǎn)以后就可以判斷出此處是否有損傷， 因此方法方便、快捷，測(cè)試結(jié)果直觀(guān)的優(yōu)點(diǎn)。此方法廣泛應(yīng)用于道路橋梁混凝土或者混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋等缺陷的測(cè)定。另一方面，此方法檢測(cè)簡(jiǎn)單，但屬于單點(diǎn)測(cè)量，檢測(cè)的結(jié)果存在不全面的缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用也比較少。
5、紅外熱像檢測(cè)技術(shù) 紅外線(xiàn)熱像檢測(cè)技術(shù)就是運(yùn)用紅外線(xiàn)熱像探測(cè)儀器檢測(cè)物體各部分發(fā)出的紅外線(xiàn)能量， 然后根據(jù)物體表面溫度場(chǎng)分布情況，直觀(guān)地顯示物體材料及結(jié)構(gòu)上存在的不連續(xù)缺陷。紅外熱像檢測(cè)技術(shù)是非接觸性無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。紅外熱像檢測(cè)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： a）紅外熱像檢測(cè)技術(shù)的探測(cè)焦距可以從20cm到無(wú)窮遠(yuǎn)， 因此更加適合具有非接觸性及大范圍性無(wú)損檢測(cè)；b）紅外熱像探測(cè)儀只對(duì)紅外線(xiàn)產(chǎn)生反應(yīng)， 因此只要道路橋梁的溫度高于零度，就可以用紅外熱像檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)c）由于紅外熱像檢測(cè)儀可以取得很高的檢測(cè)精度，其溫度分辨率可以達(dá)到0.1℃； d）檢測(cè)模式更加靈活，其攝像速度從1~30幀/s之間變化，既適合靜態(tài)檢測(cè)又適合動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
三、道路橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與展望道路橋梁檢測(cè)技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段是以領(lǐng)域?qū)＜业母泄偌皩?zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)式檢測(cè)技術(shù)，這種方法只能對(duì)檢測(cè)信息作簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理。第二階段是以建模處理和信號(hào)處理為基礎(chǔ)的，運(yùn)用動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)和傳感器技術(shù)的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，此種方法在工程中得到了廣泛的運(yùn)用。而第三發(fā)展階段則是智能檢測(cè)技術(shù)手段，它是以知識(shí)處理為核心，信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理和知識(shí)處理相融合的方法，智能化已成為路橋試驗(yàn)檢測(cè)的主流。 根據(jù)目前取得的成果，未來(lái)大型路橋的檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a.現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與實(shí)時(shí)的檢測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)共享。b.為了更方便、快捷、準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)以無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)為手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及能適用于風(fēng)荷載、交通荷載、定點(diǎn)測(cè)試荷載的傳感器最優(yōu)布設(shè)技術(shù)。c.建立自動(dòng)損傷識(shí)別系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)處理、測(cè)量系統(tǒng)、識(shí)別系統(tǒng)一起組裝到路橋檢測(cè)系統(tǒng)中，能夠自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)與反饋，達(dá)到控制的目的。d.從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)階段建立完整可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)，積累大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并最終建立專(zhuān)家系統(tǒng)。
結(jié)語(yǔ)：橋梁檢測(cè)是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工作，需要各個(gè)環(huán)節(jié)都做好才能達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的效果。同時(shí),學(xué)科交叉的現(xiàn)象日益普遍，特別是將一些高新技術(shù)的最新研究成果應(yīng)用于橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究，必將推動(dòng)該技術(shù)的飛速發(fā)展。
