淺述道路和橋梁工程檢測技術(shù)
2016-03-23
1目前道路橋梁在使用中常出現(xiàn)的問題
道路橋梁在使用過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致道路橋梁的安全性遭到破壞。目前道路橋梁病害原因大致有以下幾種：
第一是缺乏科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致不明確的工程施工規(guī)劃；第二是在道路橋梁試運(yùn)行期間或者試運(yùn)行以后，道路橋梁出現(xiàn)比較嚴(yán)重的病害，從而在很大程度上影響道路橋梁的承載能力；第三是道路橋梁在施工過程中，沒有按照規(guī)范進(jìn)行，導(dǎo)致施工質(zhì)量較差，使工程完工時(shí)沒有達(dá)到工程預(yù)先的設(shè)計(jì)要求；第四是有些橋梁在施工建設(shè)時(shí)的施工質(zhì)量比較好，在試運(yùn)行期間也達(dá)到了良好的狀態(tài)要求，但是在運(yùn)行一段時(shí)間以后橋梁的承載能力達(dá)不到要求。
2道路橋梁外觀病害的分析方法
2.1根據(jù)部位逐一進(jìn)行檢測
道路和橋梁的結(jié)構(gòu)可以分為上部和下部,和其余的附屬結(jié)構(gòu)。 鑒于不同的結(jié)構(gòu)部位有不同的受力特征， 不同部位也會(huì)發(fā)生具有一些共性的病害， 對(duì)于出現(xiàn)的非常規(guī)病害， 檢測人員要仔細(xì)研究其病害發(fā)生原因， 同時(shí)按照不同部位發(fā)生的病害程度進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量評(píng)估， 然后更換損壞部件以維持正常運(yùn)行。
2.2根據(jù)受力特征確定檢測重點(diǎn)
通常情況下，可以根據(jù)橋梁的類型確定檢測重點(diǎn)， 這些重點(diǎn)主要集中在跨中區(qū)域的裂縫、 剪力縫、 撓度、 橋梁主梁連接部位的安全情況以及道路橋梁的外觀質(zhì)量等。
2.3對(duì)材料特性進(jìn)行檢測調(diào)查
隨著新技術(shù)、 新產(chǎn)品的不斷發(fā)展和橋梁結(jié)構(gòu)日益多樣化， 越來越多的材料和設(shè)計(jì)應(yīng)用到橋梁的結(jié)構(gòu)建設(shè)中來， 其中使用最廣的仍然是鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)。 其中鋼筋的強(qiáng)度常常是以設(shè)計(jì)施工中的相關(guān)資料為依據(jù)的， 檢測人員如果發(fā)現(xiàn)鋼筋質(zhì)量出現(xiàn)問題或者資料不明確， 在施工前要采取一定的措施進(jìn)行相關(guān)問題的材料試驗(yàn)。
2.4內(nèi)部缺陷檢測
在道路橋梁的混凝土構(gòu)架中，常常出現(xiàn)碎裂、蜂窩、分層、環(huán)境侵蝕以及鋼筋銹蝕等缺陷， 如果單單靠外觀檢測不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些缺陷， 因此要借助于其他的檢測技術(shù)進(jìn)行相關(guān)檢測。 當(dāng)前常用的橋梁檢測方法有雷達(dá)檢測技術(shù)、聲波檢測法以及超聲波探傷法。
2.5結(jié)構(gòu)性能檢測
在完成道路橋梁進(jìn)行整體評(píng)價(jià)以后，要根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算工作， 在驗(yàn)算過程中的相關(guān)技術(shù)參數(shù)要以實(shí)際橋梁為準(zhǔn)。 驗(yàn)算完成后， 對(duì)于未達(dá)到規(guī)范要求的橋梁可以考慮重建， 對(duì)于相對(duì)可以利用的可以進(jìn)行更深一步的鑒定檢測。
2.6橋梁鋼筋銹蝕測評(píng)
由于混凝土的密實(shí)度、 碳化深度、 含水量以及保護(hù)層厚度不足或者開裂損傷等原因而導(dǎo)致鋼筋銹蝕的， 可以通過外觀檢測、敲擊檢查等簡單易行的操作對(duì)鋼筋銹蝕程度進(jìn)行檢測。
2.7靜力試驗(yàn)或動(dòng)力試驗(yàn)
在詳細(xì)資料完全獲取之前，所做的驗(yàn)算結(jié)果不具備可靠的置信度， 此時(shí)檢測人員要進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)的靜力試驗(yàn)或動(dòng)力試驗(yàn)， 以進(jìn)一步確定評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的受力情況。
3道路橋梁檢測技術(shù)
3.1超聲波檢測技術(shù)
超聲法檢測道路橋梁缺陷的基本原理是利用超聲波檢測儀以及聲波換能器，測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。
利用超聲波檢測技術(shù)進(jìn)行道路橋梁檢測時(shí)，超聲波能夠穿透混凝土結(jié)構(gòu)并在其中傳播，具有操作簡單、 使用安全的優(yōu)點(diǎn)。 利用超聲儀器進(jìn)行檢測時(shí)最常用的方法是穿透測試法，但是利用此方法有一個(gè)限制， 就是檢測時(shí)需要兩個(gè)相對(duì)的測試面， 如超聲檢測技術(shù)不能用于隧道混凝土結(jié)構(gòu)等。與此同時(shí)，由于超聲波檢測是聲波穿透性檢測技術(shù)，是否能夠有效捕捉其缺陷信號(hào)始終是影響其發(fā)展的關(guān)鍵問題。因此，在用超聲波檢測技術(shù)對(duì)道路橋梁進(jìn)行檢測時(shí)， 常常采用將多測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的方式，利用概率統(tǒng)計(jì)原理對(duì)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后對(duì)缺陷狀況進(jìn)行評(píng)估，因此超聲波檢測技術(shù)的直觀性較差，為了獲取較高的檢測精度， 需要進(jìn)行多點(diǎn)檢測。
3.2地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)
地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)又稱探測雷達(dá)技術(shù)，是一種高精度、無損檢測、直觀、經(jīng)濟(jì)快速的高科技檢測技術(shù)。該技術(shù)主要通過地質(zhì)雷達(dá)向物體內(nèi)部發(fā)射高頻電磁波，然后接受由物體產(chǎn)生的相應(yīng)反射來判斷物體內(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技術(shù)，主要應(yīng)用于工程地質(zhì)、地基工程、文物考古、道路橋梁以及混凝土結(jié)構(gòu)探傷等檢測領(lǐng)域。
3.3聲發(fā)射法檢測技術(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)行檢測時(shí)， 將聲發(fā)射器放置在需要檢測的部位，通過檢測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)行檢測可以詳細(xì)、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、大小、開裂速度等都可以比較詳細(xì)地分析出來。 由于此種檢測方法容易受到周圍噪聲的影響， 會(huì)導(dǎo)致檢測精度的下降；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。
3.4沖擊回波法檢測技術(shù)
沖擊回波法檢測技術(shù)是檢測儀器通過機(jī)械沖擊器向被檢測物體表面發(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)，就可以通過測試準(zhǔn)確地測得缺陷位置，即便沒有缺陷也可以測得物體的厚度。
沖擊回波法檢測技術(shù)常為單面反射測試技術(shù)，在檢測完一點(diǎn)以后就可以判斷出此處是否有損傷，因此該方法具有方便、快捷，測試結(jié)果比較直觀的優(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)部裂紋等缺陷的測定。另一方面，此種方法雖然檢測簡單，但屬于單點(diǎn)測量，其檢測的結(jié)果存在不全面的缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用也比較少。
3.5紅外熱像檢測技術(shù)
紅外線熱像檢測技術(shù)就是運(yùn)用紅外線熱像探測儀器檢測物體各部分發(fā)出的紅外線能量，然后根據(jù)物體表面溫度場分布情況，直觀地顯示物體材料及結(jié)構(gòu)上存在的不連續(xù)缺陷。紅外熱像檢測技術(shù)是非接觸性無損檢測技術(shù)。
紅外熱像檢測技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）紅外熱像檢測技術(shù)的探測焦距可以從20cm到無窮遠(yuǎn)，因此更加適合具有非接觸性及大范圍性無損檢測；
2）紅外熱像探測儀只對(duì)紅外線產(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技術(shù)進(jìn)行檢測；
3）由于紅外熱像檢測儀可以取得很高的檢測精度，其溫度分辨率可以達(dá)到0.1℃；
4）檢測模式更加靈活， 其攝像速度從1~30幀/s之間變化，既適合靜態(tài)檢測又適合動(dòng)態(tài)檢測。
4結(jié)語
道路橋梁檢測已成為道路橋梁日常管理和維護(hù)的重要組成部分。要建立一套道路橋梁試驗(yàn)的檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)道路橋梁安全保障的系統(tǒng)化、智能化，不僅要求工作人員擁有豐富的現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，有效獲取每一項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)，對(duì)橋梁進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，及時(shí)消除安全隱患。
