無損檢測技術在道路橋梁檢測中的應用研究

河南省交通科學技術研究院有限公司 / 馬瑞玲

引言

在科學技術不斷發(fā)展的大背景下，無損檢測技術的應用意義已日漸顯著，但在實際工程中也暴露出了許多具體的問題，需要引起足夠重視。對于不同工程環(huán)境以及需求，無損檢測技術的選擇重點也會有所不同，需要結(jié)合實際情況有針對性地完善檢測方案。實踐表明，在新時代環(huán)境下無損檢測技術有著十分突出的現(xiàn)實意義，可以大大改善路橋工程質(zhì)量。

一、無損檢測技術應用于道路橋梁檢測的優(yōu)勢

（一）技術體系完備

在傳統(tǒng)的路橋檢測作業(yè)中，一般有著比較強的專業(yè)性，但同時也會暴露出一定的單一性。目前，我國在無損檢測技術制度方面已經(jīng)有比較完備的建設，檢測結(jié)果與實際值之間的誤差能夠控制在一個相對可接受的范圍內(nèi)。目前，無損檢測技術大多被用于結(jié)構安全性分析，結(jié)合力學理論分析即可實現(xiàn)可靠的檢測。

在路橋檢測中所涉及到的檢測對象比較繁雜，其中有許多結(jié)構是由多個部分組合而成的，其各自具有不同的應力分布與受力特性，同時橋梁結(jié)構內(nèi)不同部位的剛度、動力特性一般也不同，因此在檢測時就需要充分考慮各個方面影響因素。

為了解決這一問題，研究人員基于此，展開了深入研究并提出了許多方案，其中層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡分析法等都是比較常見的方法，但值得注意的是在借助這些方法開展檢測時很容易造成橋梁結(jié)構的損傷，使得路橋性能發(fā)生劣化。面對這一問題，無損檢測具有十分突出的優(yōu)勢，因此在目前的工程中受到了廣泛的應用。在使用無損檢測技術開展檢測作業(yè)時，有著比較好的效率與精度，同時也可以實現(xiàn)實時校核。

同時，無損檢測技術整體可分割，對于部分不適宜使用無損檢測的內(nèi)容可以采取其他類型技術來完成?？傮w來看，相較于傳統(tǒng)檢測技術，無損檢測的聯(lián)合性比較好，且使用靈活，不僅能夠規(guī)避不必要的時間浪費，同時還具有多重保障，是一項便捷的檢測技術。

（二）不會產(chǎn)生破壞

研究表明，檢測技術的應用對于工程建設而言有著突出的意義，可以顯著提升路橋工程的建設水平。不同于其他檢測技術，無損檢測最大的特點在于其操作不會對原有結(jié)構產(chǎn)生損壞，在實際的路橋工程經(jīng)檢測與維護中，具備比較好的精準度與廣泛的適用性，能夠為后續(xù)維護、拓展等工作開展提供幫助。在具體的工程中，無損檢測技術有著簡便的優(yōu)點，可以節(jié)約大量的人力及物力消耗，僅對工程的薄弱部位以及重點部位展開檢測即可獲得整體的數(shù)據(jù)信息。

此外，無損檢測對路橋結(jié)構的影響比較小，也能夠很好地保護路橋，并將其對檢測結(jié)果的影響控制在可接受的范圍內(nèi)。

（三）拓展空間比較大

在民生經(jīng)濟、科學技術都發(fā)生著快速變革的背景下，我國路橋建設的發(fā)展方向也越來越多元化，這也就導致路橋工程檢測將會面臨越來越復雜的挑戰(zhàn)，若沿用傳統(tǒng)檢測技術，則很容易導致其發(fā)展受制約，因此檢測技術就表現(xiàn)出了比較廣闊的發(fā)展需求。在這樣的背景下，無損檢測自身所具有的獨特拓展優(yōu)勢就顯得越來越重要。

由日常的檢測工作可以看出，無損檢測技術的體系相對比較完備，特別是各種技術的靈活組合能夠為檢測工作的開展提供有力的支持，可以規(guī)避傳統(tǒng)檢測中存在的局限性，改善檢測效果，優(yōu)化檢測工作的效益。而且無損檢測技術能夠與其它多種檢測技術相聯(lián)合使用，拓展范圍比廣闊，在新媒體時代下的工程中優(yōu)勢更加突出。

二、常見的無損檢測技術及其應用

（一）超聲波檢測

無損檢測在發(fā)揮其作用時，一般需要借助于多種技術來實現(xiàn)，不同的技術又有著不同的優(yōu)勢與適用范圍。

超聲波檢測是其中比較常見的一類技術，主要是借助瞬間應力波來探查結(jié)構中存在的空隙，并以此達到檢測的目的。具體來看，超聲波檢測設備能夠通過捕捉機械瞬間碰撞形成的低頻應力波，通過對聲波的分析即可得到結(jié)構的內(nèi)部情況。這主要是由于應力波在均勻介質(zhì)中傳播時不會出現(xiàn)傳播速度的改變，而當應力波穿過斷面或不均勻位置時就會形成反射波。因此，在無損檢測技術支持下，設備就可以實現(xiàn)應力波的精準捕捉與智能分析，基于反射波的組成就能大致確定空隙的位置與尺寸，并可指導進一步研究與檢測的開展。

就目前我國大多數(shù)路橋工程而言，超聲波技術都能夠有很好的應用效果，但也應注意在具體的工程中檢測人員應當密切聯(lián)系路橋工程實際情況與檢測要求制定完善的監(jiān)測方案，以此來降低誤差。

（二）光纖傳感檢測

伴隨著我國路橋工程建設需求的不斷擴張，工程規(guī)模與類型都發(fā)生著比較大的變革，若在檢測工作中僅采用單一的超聲波技術往往很難滿足預期要求，甚至還會帶來比較復雜的工程問題。當前，光纖傳感檢測技術逐漸受到了檢測人員的關注，就其技術層面而言光纖在不同的物理量下可以表現(xiàn)出不同的效果，這一性質(zhì)也正是光纖傳感檢測的優(yōu)勢所在，譬如借助檢測儀器完成光信號的采集與轉(zhuǎn)換，可以直接獲取路橋工程的基本情況。但在實際工程中光纖檢測仍存在一些技術難題未攻克，在后續(xù)的研究中應當不斷加深對此的研究，擴大光線檢測技術的適用范圍。

三、道路橋梁工程無損檢測的主要方法

（一）機敏混凝土檢測法

混凝土材料是路橋工程的重要組成內(nèi)容，因此無損檢測不可避免地會涉及到混凝土，在開展無損檢測的過程中就需要對工程所用的混凝土進行檢測分析。機敏混凝土檢測法就是一類基于無損檢測技術發(fā)展而成的檢測方法，其自身也有著比較好的無損特性，能夠顯著改善路橋工程檢測水平并控制檢測偏差。

機敏混凝土檢測法主要是在混凝土材料中摻加一定的納米粒子或者短切碳纖維，以此來達到改變混凝土結(jié)構的目的，并最終提升混凝土的力學性質(zhì)以及壓敏性。壓敏性指標主要受到混凝土電阻值的影響，且可通過預測模型大致判斷結(jié)構的應變與應力水平，其中檢測混凝土所用的變力傳感器就是根據(jù)壓敏原理來工作的。

實踐表明，機敏混凝土在強度與變力方面有著比較突出的表現(xiàn)，變力傳感器也正是以這兩個特點為對象展開分析的，通過這一設備就可以獲取混凝土的實時受力狀態(tài)，并以此推斷材料的性質(zhì)，為工程后續(xù)建設提供指導。

（二）電化學檢測方法

我國路橋工程建設逐漸步入了新的階段，需要為社會提供更加便捷的服務。由此也產(chǎn)生了比較多的大體量路橋工程項目，這對于工程檢測技術的要求也越來越高。電化學方法的主要原理就是利用混凝土構件內(nèi)的鋼筋銹蝕的化學過程來分析、判斷鋼筋的銹蝕程度，并以此來評價路橋工程整體的狀態(tài)。目前在我國路橋工程中最為常見的電化學家檢測方法就是半電池點位法，在這一技術的應用過程中還可以將混凝土碳化深度檢測結(jié)果作為輔助參考依據(jù)，得出綜合評價。譬如我國甘肅省在路橋工程檢測中很早就引入并推廣了無損檢測技術，并根據(jù)工程實際情況廣泛聯(lián)合了電化學檢測等方法。

從2014年開始，甘肅省基于《公路橋梁技術狀況評定標準》等行業(yè)規(guī)范要求逐步推進了對現(xiàn)有路橋工程的檢測工作，檢測范圍覆蓋了省內(nèi)1000多余座大型及中型橋梁和74條隧道，技術人員在檢測中充分發(fā)揮了電化學檢測法的優(yōu)勢，特別是在橋墩支座以及連接部位的鋼筋檢測中，電化學檢測法表現(xiàn)出了很好的效率與準度，為提升路橋工程的安全性提供了很好的數(shù)據(jù)支持。

四、結(jié)語

作為一項綜合性比較突出的檢測技術，無損檢測方法的類型也比較多，涉及到許多行業(yè)的專業(yè)知識，因此對于檢測人員的專業(yè)素養(yǎng)要求也比較嚴苛。為了保障路橋工程領域的持續(xù)發(fā)展，就需要建設企業(yè)能夠充分重視員工的專業(yè)培訓，使其能夠掌握檢測技術的要點并明確與之相應的檢測理念，推動無損檢測在路橋工程檢測中的更多更好地運用。

但值得注意的是，路橋工程目前處于快速變革的階段，對于檢測技術的要求也更加復雜，因此檢測技術也需要與時俱進，基于行業(yè)實際需求與發(fā)展趨勢做出及時的調(diào)整。