探析橋梁鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)應(yīng)用

1 前言

傳統(tǒng)的橋梁鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢查，多數(shù)都是應(yīng)用鉆孔等方式來獲取橋梁樣本，也就是在規(guī)定的結(jié)構(gòu)上確定探測點，從而獲取橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式，再全面分析該樣本，掌握其橋梁的各項技術(shù)參數(shù)，就能準(zhǔn)確判定其橋梁的質(zhì)量水平。從這個角度出發(fā)，應(yīng)用傳統(tǒng)的檢測方式在對橋梁質(zhì)量進行檢查時，容易存在以下兩個方面的問題：

1.1 傳統(tǒng)檢測方式并沒有固定選取質(zhì)量檢測的地點，所以容易存在比較高的風(fēng)險問題，且不會了解整個橋梁的全部質(zhì)量情況；如果選取的檢測點不合理，則會導(dǎo)致質(zhì)量的判定存在較大的誤差。

1.2 應(yīng)用傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測方式，需要通過鉆孔等方式獲取樣本，但這樣會給橋梁造成巨大的損傷。雖然取樣孔徑并不大，損壞影響也比較小，但是由于橋梁的性質(zhì)影響，長期的車輛載荷會持續(xù)增大，導(dǎo)致其表面的損壞逐步加深，進而影響整個橋梁的正常運營?；诖?，對于傳統(tǒng)檢測方式所存在的缺陷和問題，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前先進科技，研發(fā)出無損檢測技術(shù)，該技術(shù)可以有效消除取樣過程中對橋梁產(chǎn)生的不利影響，同時其直觀性、高效率等特點還可以更好地提升其檢測施工效果，滿足交通基礎(chǔ)設(shè)施的檢測需要，并有效消除缺陷和問題，具備明顯的優(yōu)勢。因此，無損檢測技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到橋梁的質(zhì)量檢查中，它是當(dāng)前最有效的工程質(zhì)量檢測方式之一，對行業(yè)發(fā)展有著積極的促進作用[1]。

2 橋梁結(jié)構(gòu)整體性能、功能狀態(tài)的鑒定

在對橋梁的整體性能進行檢測的過程中，按照其受力的不同可以將其分為動載荷、靜載荷試驗，根據(jù)試驗時間可以將其分成瞬時試驗、長期試驗兩種。在靜載荷的持續(xù)影響下，需要收集靜荷載、推力、支座反力等數(shù)據(jù)，同時還要測定剪力、扭矩、軸向力、彎矩等參數(shù)，檢測其是否存在變形、斷面受力情況以及局部損壞問題；在動載荷方面，不僅要對動荷載頻率、變化與大小進行檢測，還要對自振頻率、加速度等參數(shù)進行檢測。

2.1 橋梁鋼結(jié)構(gòu)機械檢測技術(shù)

機械檢測是主要的橋梁性能檢測技術(shù)之一，該設(shè)備其中主要包含了彈簧、指針、杠桿等部件，從功能方面劃分，其包含了如下的幾個組成部分：

2.1.1 傳感機構(gòu)

該部分結(jié)構(gòu)是為了能夠直接獲取被檢測構(gòu)件部分的變化情況，還要將其變化直接傳輸給轉(zhuǎn)換機構(gòu)中；在張拉線的機械測量時，其是鼓類的機構(gòu)形式。

2.1.2 轉(zhuǎn)換機構(gòu)

該部分功能就是將所檢測到的被測部分發(fā)生的變化直接轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度的變化，同時還要進行方向轉(zhuǎn)變，以此有效地縮小或者擴大，所以該部分的精度非常高。

2.1.3 指示機構(gòu)

該機構(gòu)的作用是將上述結(jié)構(gòu)中的方向變化或者縮小、放大的長度，以準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)表示出來，一般是由度盤、指針等部分所構(gòu)成。

2.1.4 機體保護部分

該機構(gòu)主要是將上述幾個關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進行連接的機構(gòu)，并組合成為整個機械體，確保各個內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不會受到外部環(huán)境因素的影響。這種檢測技術(shù)優(yōu)勢明顯，比如操作方便快捷、成本低、安全性高、反復(fù)使用等；但是由于其重量比較大，且靈敏性也比較差，因此對于一些細微性的質(zhì)量問題無法進行準(zhǔn)確的檢測。

2.2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)電測技術(shù)

該技術(shù)的工作原理是利用某種傳感元件將測量的應(yīng)變變化數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化成為電量數(shù)據(jù)，然后通過某設(shè)備直接將該變化轉(zhuǎn)變成為電流或電壓再進行放大，最后根據(jù)機械量反映出來。通常來說，傳感元件也就是電阻應(yīng)變片，測量設(shè)備也就是電阻應(yīng)變儀，該檢測技術(shù)的實踐應(yīng)用比較長，并且目前已經(jīng)成為功能完善、效果非常好的檢測儀器。

2.3 橋梁鋼結(jié)構(gòu)射線檢測技術(shù)

射線主要是核子或同位素所發(fā)射出的一種無形的能束，該能束會直接受到土壤內(nèi)水分、密度方面的影響，同時具備非常強的規(guī)律性。射線檢測技術(shù)就是通過這一特性來進行檢測的，可以準(zhǔn)確測定出土壤內(nèi)的含水量、密實度等參數(shù)。但是由于射線屬于放射性的物質(zhì)，會給施工人員的生命健康造成嚴重的不良影響，所以在應(yīng)用射線檢測技術(shù)的過程中，我們需要充分做好現(xiàn)場的防護處理，盡量避免射線給施工人員的身體造成不良的影響，從而在充分保證施工人員生命健康的同時，也能夠確保檢測工作的質(zhì)量達到標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

3 橋梁結(jié)構(gòu)材料缺損狀況的診斷

3.1 目測法

一般來說，構(gòu)件結(jié)構(gòu)的損壞包含了脫落、裂縫、空洞、蜂窩等病害問題，這些病害問題都是比較明顯的表面病害，應(yīng)用目測法就能夠判定，同時其發(fā)生的嚴重程度可以應(yīng)用量具、工具等來確定，操作比較方便快捷。

3.2 聲波檢測法

該方法主要是使用工具進行被檢測結(jié)構(gòu)部分的敲打處理，利用其發(fā)出的聲音判定結(jié)構(gòu)部分是否存在嚴重破損的問題；因為其操作方便快捷，很多情況下都可以使用，所以它是目前橋梁質(zhì)量檢測的主要實施技術(shù)。

3.3 超聲波探傷技術(shù)

超聲波探傷技術(shù)主要是通過超聲波脈沖速度來進行檢測的，該方式對于檢測混凝土結(jié)構(gòu)、鋼材、焊縫等部分有著非常好的效果，它能夠準(zhǔn)確判定出結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷和損傷，以便于及時采取必要的措施進行修整。

3.4 雷達檢測技術(shù)

該檢測技術(shù)是應(yīng)用脈沖雷達電磁回波的方式進行檢測，一般來說，在檢測瀝青表層混凝土板塊時，該檢測方式具備明顯優(yōu)勢。

3.5 鋼筋銹蝕的評價技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，因為受到環(huán)境的侵蝕或者外部結(jié)構(gòu)的影響，其內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)腐蝕。因為橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋是主要的承載結(jié)構(gòu)，關(guān)系著橋梁的正常運行，一旦出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，如果沒有及時采取有效措施進行處理，就會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)局部破損，進而造成整個橋梁結(jié)構(gòu)性能下降，引發(fā)嚴重的安全事故。從這個角度出發(fā)，在實際操作中通常會采用下面兩種鋼筋銹蝕評價方式[3]。

3.5.1 鋼筋銹蝕評價的直接技術(shù)

3.5.1.1 線性極化探測技術(shù)

通過電化學(xué)動力的基本工作原理，檢測后獲取試驗電極之間的微小電流數(shù)據(jù)。

3.5.1.2 電阻探測技術(shù)

金屬板結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)了銹蝕的缺陷后，厚度尺寸會減小，電阻會相應(yīng)增大，所以其檢測是利用這些變化來進行的。

3.5.1.3 半電池電位測量法

被檢測的鋼筋材料與常量的已知電極電位與基準(zhǔn)電極進行比較，進而可以準(zhǔn)確判定鋼筋的極電位數(shù)據(jù)。這種方式主要是應(yīng)用到鋼筋耐久性的檢測方面。該檢測方式能夠?qū)π陆ㄔO(shè)施工的橋梁進行全面檢測，同時也可以使用到舊橋梁的加固性能檢測過程中，而其他的檢測方式僅能使用到新橋梁的質(zhì)量檢測中。

3.5.2 鋼筋銹蝕評價的間接技術(shù)

應(yīng)用四極法來檢測混凝土結(jié)構(gòu)的電阻率，利用保護層測定儀檢測鋼筋混凝土保護層厚度，以保證其能夠達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求；檢測確定混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的氯離子含量，確定鋼筋的腐蝕嚴重程度，并檢測確定碳化深度尺寸，在混凝土的斷口位置噴灑酚酞酒精溶液。當(dāng)pH值大于10時，其溶液表現(xiàn)出粉紅色，此時就說明不存在碳化問題；如果溶液無色，就表示碳化現(xiàn)象已經(jīng)存在，并且鋼筋銹蝕較為嚴重，需要立即采取措施進行處理[4]。

4 鋼結(jié)構(gòu)橋梁無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 當(dāng)前我國正在逐步完善鋼結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)體系，并加強與國際上先進技術(shù)的溝通和交流，極大地促進了我國無損檢測技術(shù)的發(fā)展。

4.2 以試驗和實踐為事實基礎(chǔ)，通過理論知識的研究，進行深層次的實踐應(yīng)用，在多種不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁中采用合理的無損檢測技術(shù)，并對該技術(shù)的檢測結(jié)果和效率進行充分的驗證，然后就可以從對比中發(fā)現(xiàn)任何檢測技術(shù)存在的優(yōu)勢和不足。

4.3 從應(yīng)用的實踐角度出發(fā)，無損檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)該與計算機技術(shù)配合使用。計算機技術(shù)的加入，可以對檢測結(jié)果進行仿真模擬的分析與試驗；通過科學(xué)的分析方式，準(zhǔn)確掌握橋梁的質(zhì)量問題，同時還能有效推廣和應(yīng)用無損檢測技術(shù)，擴大其影響范圍。

5 結(jié)語

綜上所述，橋梁是主要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，也是交通系統(tǒng)中所不能缺少的一個重要組成部分，所以在實際管理中需要加強橋梁性能的檢測，及時發(fā)現(xiàn)其存在的損壞問題，從而提升橋梁的應(yīng)用效果。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，很多新技術(shù)應(yīng)用到了實踐中，無損檢測技術(shù)就是其中之一。它可以在不破壞原橋梁結(jié)構(gòu)的情況下完成質(zhì)量檢測工作，不僅準(zhǔn)確度高、操作方便，還對橋梁質(zhì)量判斷有著非常積極的意義。