無損測技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用與質(zhì)量控制

楊達(dá)理

(廣東省公路工程質(zhì)量監(jiān)測中心，廣東 廣州 510500)

1 道路橋梁無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 無損檢測技術(shù)概述

社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動了城市的交通發(fā)展，道路橋梁作為城市交通的重要組成部分，其質(zhì)量安全對于交通安全和運輸效率具有較大影響。隨著相關(guān)道路橋梁技術(shù)的不斷開發(fā)和創(chuàng)新，目前，在進(jìn)行道路橋梁工程的質(zhì)量和安全檢測中，無損檢測技術(shù)得到了一定的應(yīng)用，這一技術(shù)是建立在宏觀缺陷以及力學(xué)基礎(chǔ)上的，該技術(shù)能夠在保障道路橋梁的安全質(zhì)量前提下，實施對于道路橋梁的質(zhì)量檢測。

1.2 無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用優(yōu)勢

道路橋梁在交通運行中作用重大，其質(zhì)量安全更是關(guān)系到相關(guān)工程使用的效益以及社會影響，因此，要保證相應(yīng)工程的質(zhì)量可靠性，把握有效道路橋梁的壽命，需要對于道路橋梁進(jìn)行質(zhì)量檢測，無損檢測技術(shù)就是解決道路橋梁建設(shè)中的質(zhì)量檢測問題的有效技術(shù)手段。無損檢測技術(shù)目前的應(yīng)用比較廣泛，屬于新興的工程技術(shù)，現(xiàn)主要的無損檢測主要是通過光、電、磁以及聲波等特性應(yīng)用，在不損害被測物的情況下，對于被測物的質(zhì)量、壽命、損壞程度等進(jìn)行檢測和分析，通過對于具體的被測物的缺陷部位、大小以及程度等進(jìn)行判斷，以滿足相關(guān)道路橋梁質(zhì)量檢測管理部門對于道路橋梁的質(zhì)量管理需要，為他們開展相關(guān)的工作奠定有效基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)應(yīng)用耗時長、整體檢測成本也比較高，還會造成對于道路橋梁的損害，而無損檢測技術(shù)應(yīng)用，能夠保證道路橋梁完好無損，提升效率，降低成本，在檢測中應(yīng)用先進(jìn)的光電磁學(xué)技術(shù)，準(zhǔn)確分析道路橋梁相應(yīng)部位的問題，對癥下藥，提升道路橋梁工程檢測效益。

2 道路橋梁無損檢測技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 頻譜分析技術(shù)

在道路橋梁的無損檢測技術(shù)應(yīng)用中，頻譜分析技術(shù)是重要的組成部分，這一技術(shù)主要是借助不同的傳輸介質(zhì)來進(jìn)行信號傳輸?shù)?，按照表面波頻率的不同，就能夠?qū)τ诒粰z測對象性質(zhì)進(jìn)行分析和判斷，從而獲得相應(yīng)的分析結(jié)果，對于橋梁的具體情況來進(jìn)行判斷，例如，根據(jù)分析對于道路橋梁的表面施加瞬間垂直沖擊力，就能夠獲取相應(yīng)的瑞雷波面，相應(yīng)的波面以振源為中心，就會產(chǎn)生不同的頻率，這時，相應(yīng)的頻譜分析就可以使用錘擊行為，在不同部位施加，就能夠獲得多個位置的瑞雷波面，操作者可以通過將傳感器設(shè)置在橋梁的相應(yīng)部位，對于瑞雷的相關(guān)波頻率進(jìn)行有效收集，從而把握相應(yīng)的介質(zhì)力學(xué)參數(shù)，為道路橋梁的分析提供數(shù)據(jù)參考和依據(jù)。

2.2 圖像技術(shù)應(yīng)用

這一技術(shù)主要可以劃分為激光全息圖像以及紅外成像圖像兩種。其中，第一種主要是依靠相應(yīng)的攝像儀器的使用，對于道路橋梁工程項目的具體缺陷類型以及實際的缺陷部位進(jìn)行定位判斷，另一種圖像技術(shù)主要是建立在一切物質(zhì)基礎(chǔ)之上的，包含了分子組成原理應(yīng)用，因為相應(yīng)的道路橋梁所處的環(huán)境是有一定差異的，所以會釋放相應(yīng)的熱量，這是因為物質(zhì)架構(gòu)的差異性比較明顯，會出現(xiàn)不同的熱量釋放，這時借助相應(yīng)的儀器設(shè)備的應(yīng)用，就能夠?qū)τ谖矬w的溫度分布來進(jìn)行分析。

2.3 超聲波檢測技術(shù)

這一檢測技術(shù)在很多領(lǐng)域中都有應(yīng)用，這種聲波人耳是無法接收的，具體的頻率傳播和波傳輸定量一致。這一檢測技術(shù)主要是應(yīng)用超聲波的發(fā)射，借助聲波接收器來完成數(shù)據(jù)的接收，獲得相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)等，這樣就能實現(xiàn)對于相應(yīng)道路橋梁工程部位結(jié)構(gòu)的具體情況分析。在實際的應(yīng)用中，必須要在介質(zhì)相應(yīng)部位中設(shè)置傳感器，再進(jìn)行超聲波的傳輸時間測量，對于相應(yīng)的傳輸速度、時間以及位移路線情況進(jìn)行分析，測量道路橋梁的抗折、抗壓性能。

2.4 激光技術(shù)

在進(jìn)行道路橋梁的檢測過程中，激光技術(shù)應(yīng)用也比較普遍，這一技術(shù)對于道路橋梁的具體路面情況能夠很好的分析，借助廣電反射以及衍射原理，在進(jìn)行機(jī)關(guān)傳輸中，對于相應(yīng)的圖像獲取，形成有效的數(shù)據(jù)信息，為具體的橋梁質(zhì)量情況提供依據(jù)。

3 道路橋梁無損檢測機(jī)器人開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，道路橋梁無損檢測機(jī)器人在道路橋梁無損檢測中已經(jīng)實現(xiàn)了大范圍的測試和應(yīng)用，進(jìn)氣，地區(qū)市市政工程管理處啟用了一套道路綜合檢測系統(tǒng)，用于監(jiān)測道路地下空洞、提前處置道路塌陷等隱患。據(jù)悉，該系統(tǒng)以機(jī)動車輛為承載平臺，以多通道超寬帶探地雷達(dá)技術(shù)為核心，融合高清圖像和視頻系統(tǒng)，輔以GPS和里程定位技術(shù)，可提供道路面層結(jié)構(gòu)層厚度、表面裂縫、混凝土層脫空、路基空洞、路面平整度、構(gòu)造深度、車轍等檢測結(jié)果，為道路數(shù)字化管理提供完善的解決方案。為防止城市道路空洞塌陷等次生災(zāi)害出現(xiàn)，市市政工程管理處在加強(qiáng)設(shè)施日常巡視和監(jiān)管的同時，通過道路雷達(dá)探測“掃一掃”，避免或減少道路空洞造成交通安全隱患?！澳壳埃淹瓿上鄳?yīng)市區(qū)路段的地下空洞檢測，發(fā)現(xiàn)了30多處疑似點。這一無損檢測技術(shù)應(yīng)用對于提升整體路橋檢測效率和質(zhì)量具有重要作用，案例證明，這一技術(shù)設(shè)備應(yīng)用對對疑似點逐一驗證處置，并對空洞進(jìn)行修復(fù)，應(yīng)用成效比較理想。

目前，很多無損檢測技術(shù)主要依靠人工分析和識別，還沒有形成機(jī)械化的處理方式。由于檢測人員的經(jīng)驗不同，常會發(fā)生誤判和錯判等問題，準(zhǔn)確性及工作效率均較低。例如，上海圭目機(jī)器人有限公司基于以上背景推出了道面檢測機(jī)器人，它集成了多種無損檢測傳感器。其中沖擊回波儀、超聲波儀、探地雷達(dá)等設(shè)備用于監(jiān)測路面內(nèi)部橫向裂紋、路面以下的地質(zhì)情況及路面內(nèi)部惡化情況。高清相機(jī)則用來拍攝道路路面圖像，檢測并繪制道路路面的裂縫。無損檢測傳感器采集到的道路內(nèi)部數(shù)據(jù)和相機(jī)采集到的道路路面圖像，會傳遞至后臺進(jìn)行分析。該技術(shù)設(shè)備通過道路檢測數(shù)據(jù)分析處理算法，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后實施自動缺陷識別。然后將表觀缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行融合分析，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對道面的病害程度進(jìn)行判定，并以熱點圖的方式將檢測結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。目前這一無損檢測設(shè)備在道路橋梁中的應(yīng)用越來越普遍，對于切實提升整體的道路橋梁檢測工作效率具有突出作用。

4 總 結(jié)

相對于傳統(tǒng)道路橋梁的檢測技術(shù)來說，無損檢測技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢突出，在道路橋梁檢測中應(yīng)用這一技術(shù)對于切實提升檢測工作效率和質(zhì)量具有重要意義。目前這一無損檢測技術(shù)到相關(guān)道路橋梁中已經(jīng)實現(xiàn)了部分應(yīng)用，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來這一技術(shù)將會在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。