公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)研究

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)工程已經(jīng)廣泛運用于當今各個行業(yè)，尤其是大跨度橋梁中普遍使用。文中分析各種適用于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中的無損檢測技術(shù)優(yōu)缺點及互補性，闡述無損檢測技術(shù)新發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)；檢測技術(shù)；無損檢測

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0034-01

1 橋梁結(jié)構(gòu)整體性能、功能狀態(tài)的鑒定

對于公路橋梁結(jié)構(gòu)整體性能的檢測工作，依據(jù)受力情況的不同可分為動載試驗和靜載試驗，依據(jù)試驗持續(xù)時間的差異可分為瞬時試驗和長期試驗。在靜載作用下，我們要測定靜荷載、推力及支座反力等作用力的大小，還要測定剪力、扭矩、軸向力以及彎矩等構(gòu)件內(nèi)力的大小，也要測定各種變形、斷面上各類應(yīng)力的分布和大小以及結(jié)構(gòu)的局部損壞現(xiàn)象；而在動荷載的作用下，我們主要測定動荷載的頻率、變化和大小以及構(gòu)件的動應(yīng)力、結(jié)構(gòu)的動撓度、自振頻率、加速度以及衰減特性等內(nèi)容。

1.1 橋梁鋼結(jié)構(gòu)機械檢測技術(shù)

一般情況下，機械測試的設(shè)備和儀器主要包括彈簧、指針、杠桿、度盤、齒輪以及軸等部件。它們通常也都分為傳感機構(gòu)、指示機構(gòu)、轉(zhuǎn)換機構(gòu)和機體保護部分4大部分。

1.1.1 傳感機構(gòu)

這部分的功能主要為直接感受被測量構(gòu)件的變化，同時還能夠把這種變化傳遞給轉(zhuǎn)換機構(gòu)，在張線式的機械測量儀器中，主要是鼓輪一類的機構(gòu)，而在接觸式的測量儀器中，主要是彈簧和測桿等機構(gòu)。

1.1.2 轉(zhuǎn)換機構(gòu)

它的功能為把感受到的被測量構(gòu)件的變化情況轉(zhuǎn)化為長度的變化，同時改變其方向并進行適當?shù)目s小或擴大，一般指彈簧和百分表中的大小齒輪等構(gòu)件。

1.1.3 指示機構(gòu)

它的作用主要是將轉(zhuǎn)換機構(gòu)已經(jīng)改變方向的或是已經(jīng)縮小或是放大的長度通過某種形式準確的表現(xiàn)出來，通常都是由度盤和指針所組成的。

1.1.4 機體保護部分

這部分的作用就是將上面的3個部分連接成一個有機的整體，保證其不會受到外界環(huán)境的影響。這類檢測技術(shù)具有顯著的優(yōu)點，如容易操作、成本較低、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)能力強以及可以重復(fù)使用等，但是其比較笨重，并且靈敏度也不高。

1.2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)電測技術(shù)

這種技術(shù)的原理是借助于某類傳感元件把所測得的應(yīng)變變化情況轉(zhuǎn)化為電量的變化，然后某種儀器會將其轉(zhuǎn)化為電流或是電壓的變化并加以放大，最后按照機械量給出指示。一般情況下，傳感元件就是電阻應(yīng)變片，測量儀器就是電阻應(yīng)變儀，這種檢測技術(shù)在公路橋梁結(jié)構(gòu)的檢測工作中應(yīng)用較早，并且現(xiàn)階段已經(jīng)形成了應(yīng)用性強并且十分完善的測試儀器。

1.3 橋梁鋼結(jié)構(gòu)射線檢測技術(shù)

射線就是指核子或是同位素所散發(fā)的一種無形的能束，而這些能束又是要受到土壤的水分和密度等因素的影響的，并且其規(guī)律性較為顯著。射線檢測技術(shù)就是應(yīng)用了這一特性的一類技術(shù)，其能夠?qū)ν寥赖暮亢兔軐嵍冗M行準確的檢測。通常其主要有透射插入型、散射插入型、散射表面型以及透射表面型四種結(jié)構(gòu)類型的檢測技術(shù)。由于射線是一種放射性的物質(zhì)，其對人體的健康都是不利的，因此在我們采用射線檢測技術(shù)進行檢測工作時，應(yīng)進行有效的保護工作，盡可能的降低射線對人體的控制和影響，從而保護操作人員的生命健康。

2 橋梁結(jié)構(gòu)材料缺損狀況的診斷

2.1 目測法

通常情況下，構(gòu)件結(jié)構(gòu)中的缺損主要表現(xiàn)為剝落、碎裂、裂縫、空洞、蜂窩、層離、鋼筋銹蝕以及環(huán)境侵蝕等形式，而對于其外表面的缺損情況，我們采用一些兩具和工具等輔助設(shè)備進行目測就是可以測得的。

2.2 聲波檢測法

這種方法就是用工具敲打被檢測的構(gòu)件，通過聽其聲音來判斷其是否存在破損的問題，由于其操作較為簡單，所以一般的檢測工作中也比較常用。

2.3 超聲波探傷技術(shù)

超聲波探傷技術(shù)主要采用的是超聲波脈沖速度的方法，這種方法能夠有效的檢測出混凝土、鋼材以及焊縫中所存在的火災(zāi)、空洞和裂縫等損傷情況。

2.4 雷達檢測技術(shù)

這種檢測技術(shù)主要指的就是采用脈沖雷達的電磁回波的方法，通常情況下，在檢測具有瀝青表層的混凝土橋面板時，我們采用這種方法。

2.5 鋼筋銹蝕的評價技術(shù)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，存在著混凝土的滲水性、碳化深度、保護層厚度、密實度、含氯鹽量和含水量不足以及結(jié)構(gòu)開裂等問題，所以鋼筋的銹蝕問題也是經(jīng)常出現(xiàn)的，當發(fā)生鋼筋的銹蝕問題時，如沒有及時治理，就會使混凝土結(jié)構(gòu)破損，甚至?xí)茐恼麄€橋梁結(jié)構(gòu)，主要有以下兩種鋼筋銹蝕的評價技術(shù)。

2.5.1 鋼筋銹蝕評價的直接技術(shù)

2.5.1.1 線性極化探測技術(shù)

依據(jù)電化動力學(xué)的原理，準確的測得試驗電極間的微小電流；

2.5.1.2 電阻探測技術(shù)

當金屬板出現(xiàn)銹蝕的問題時，其厚度會變薄，因此電阻就會增大，依據(jù)此原理進行探測；

2.5.1.3 半電池電位測量法

將被測的鋼筋與一個保持常量的已知的極電位和基準電極進行比較，從而準確的測得鋼筋的極電位，這種方法主要應(yīng)用在鋼筋混凝土耐久性的評定工作中。這種方法可以用于新建橋梁的檢測工作，也可以用于舊橋的檢測加固工作，而其它兩種方法只可以用于新橋梁的檢測工作。

2.5.2 鋼筋銹蝕評價的間接技術(shù)

采用四電極法測得混凝土的電阻率；采用保護層測定儀檢測鋼筋混凝土的保護層后去，確保其符合要求；檢測混凝土中的氯離子含量，評價鋼筋的銹蝕情況；檢測混凝土的碳化深度，在混凝土的新鮮斷口處噴灑酚酞酒精溶液。當pH值大于10時，如果溶液時粉紅色的，那么混凝土是沒有碳化的，如果溶液是無色的，那么就說明混凝土已經(jīng)碳化了，其可能已經(jīng)被銹蝕了，不再具有對鋼筋的保護作用了。

通過以上的論述，我們對橋梁結(jié)構(gòu)整體性能、功能狀態(tài)的鑒定以及橋梁結(jié)構(gòu)材料缺損狀況的診斷兩個方面的內(nèi)容進行了詳細的分析和探討。通常情況下，傳統(tǒng)的公路橋梁結(jié)構(gòu)的檢測方法還是要依賴于檢測人員的現(xiàn)場目測和動靜載試驗的方法的，同時超聲波探測、腐蝕作用試驗以及混凝土硬度試驗作為輔助的檢測手段，而自從20世紀90年代開始，在我們科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展的大背景下，公路橋梁結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)得到了全面、快速的發(fā)展，同時隨之出現(xiàn)了更為先進的、全新的檢測手段和檢測技術(shù)。

參考文獻

[1] GB11345—89 鋼焊接手工超聲波探傷方法和結(jié)果的分級[S].北京：中國標準出版社，2004.

[2] 冶金工業(yè)部建筑研究總院.GB50205—892001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收[S].北京：中國計劃出版社，2002.