道路橋梁檢測中的無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用

隋守超 常 健 王開龍 常洪磊 濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司

1 前言

在道路橋梁工程檢測中，無損檢測技術(shù)既有各自的應(yīng)用優(yōu)勢，也有不足之處。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，靈活應(yīng)用不同的無損檢測技術(shù)，從而確保道路橋梁工程質(zhì)量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。檢測技術(shù)人員如果判斷道路橋梁工程已經(jīng)表現(xiàn)為某些明顯的質(zhì)量缺陷因素，應(yīng)當(dāng)立即提醒施工單位進(jìn)行必要的整改，以保障道路橋梁工程的質(zhì)量達(dá)到合格要求。

2 無損檢測技術(shù)分析

為了能夠全面保障道路施工質(zhì)量，在實(shí)際檢測工作中，應(yīng)加強(qiáng)對無損檢測技術(shù)的使用。經(jīng)過調(diào)查和大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，無損檢測技術(shù)的精準(zhǔn)度與其他檢測技術(shù)相比較要高許多，但是無損檢測技術(shù)到現(xiàn)在為止還沒有大范圍使用。因此，必須要重視無損檢測技術(shù)以及其發(fā)展的趨勢，認(rèn)清這項(xiàng)技術(shù)的使用價(jià)值。

現(xiàn)階段道路橋梁檢測采用的方法已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。為了更好地適應(yīng)社會基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，新的技術(shù)逐漸替代了過去傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，就無損檢測技術(shù)的應(yīng)用來看，這種技術(shù)的檢測效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)單一檢測方法。

站在專業(yè)的角度看，無損檢測技術(shù)就是基于物理指標(biāo)展開分析，提高道路橋梁的使用安全。無損檢測技術(shù)算是一種集眾多科學(xué)技術(shù)為一體的產(chǎn)物，在自然元素的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對道路橋梁的檢測。無損檢測技術(shù)就是對道路、橋梁的整體性能進(jìn)行深度檢測和分析，以此分析道路的真實(shí)應(yīng)用情況，然后針對其做出對應(yīng)措施。

3 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

隨著我國科技的迅速發(fā)展，無損檢測技術(shù)水平也得到了有效提高，并在我國工程質(zhì)量檢測工作中發(fā)揮著重要作用。無損檢測技術(shù)的檢測結(jié)果可靠性較高，操作也較為簡單，同時(shí)對檢測數(shù)據(jù)的處理效率也較高。施工企業(yè)應(yīng)在工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用無損檢測技術(shù)，及時(shí)檢測工程存在的質(zhì)量問題，準(zhǔn)確鎖定質(zhì)量問題的部位，進(jìn)而有針對性地開展維修和處理，以此全面保障建筑質(zhì)量。

例如，某工程項(xiàng)目在建設(shè)中需要使用超聲波成像技術(shù)檢測建筑質(zhì)量，檢測人員可將超聲波探頭貼平放置在被檢測的建筑物表面，以平行移動的方式對塔吊預(yù)埋件的質(zhì)量開展檢測。通過超聲波成像判斷預(yù)埋件是否存在斷裂、空鼓等質(zhì)量問題，從而進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量，也為建筑物的使用安全提供保障。

無損檢測技術(shù)相當(dāng)于透視眼，能夠有效發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)中存在的細(xì)微質(zhì)量問題，在提高工程質(zhì)量、保障我國工程建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要作用，且具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 道路橋梁檢測中的無損檢測技術(shù)

4.1 超聲波無損檢測技術(shù)

現(xiàn)階段，以鋼筋混凝土為主的結(jié)構(gòu)越來越多。檢測混凝土強(qiáng)度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，是道路橋梁工程質(zhì)量檢測中一項(xiàng)重要工作。在檢測過程中，不能讓混凝土結(jié)構(gòu)受到任何損傷，并且需保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，而超聲波無損檢測技術(shù)正好能滿足這一要求，工作人員可以利用超聲波強(qiáng)大的穿透力檢測混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。超聲波無損檢測技術(shù)不僅靈敏度高、檢測結(jié)果準(zhǔn)確，還能有效降低檢測成本。因此，超聲波無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程質(zhì)量檢測中得到了廣泛應(yīng)用。

超聲波無損檢測技術(shù)又可細(xì)分為超聲回彈無損檢測和超聲無損檢測兩種技術(shù)。當(dāng)檢測混凝土結(jié)構(gòu)厚度較小的道路橋梁工程時(shí)，可采用超聲回彈無損檢測技術(shù)。應(yīng)用超聲回彈無損檢測技術(shù)能夠在檢測混凝土表面強(qiáng)度的同時(shí)，快速獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

超聲回彈無損檢測技術(shù)的具體操作流程是：首先，在檢測前，檢測人員需要做好混凝土表面清潔工作；然后，使用超聲回彈無損檢測技術(shù)檢測清潔過后的混凝土，在檢測過程中，要詳細(xì)記錄檢測數(shù)據(jù)；最后，在完成檢測工作后，需仔細(xì)分析所記錄的數(shù)據(jù)，以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

當(dāng)檢測混凝土結(jié)構(gòu)厚度較大的道路橋梁工程時(shí)，檢測人員需要獲取混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，可采用超聲回彈無損檢測技術(shù)和超聲無損檢測技術(shù)共同完成檢測工作。在應(yīng)用超聲回彈無損檢測技術(shù)檢測混凝土表面強(qiáng)度的同時(shí)，還要利用超聲無損檢測技術(shù)檢測混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，這種內(nèi)外結(jié)合的檢測方法，既提高了檢測效率，又可獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

超聲波無損檢測技術(shù)既存在優(yōu)點(diǎn)，也存在缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為：若混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)存有缺陷，在檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，超聲波在傳播速度上就會受到影響。因此，工作人員可以考慮將超聲波無損檢測技術(shù)與其他無損檢測技術(shù)相結(jié)合，從而保證道路橋梁工程檢測質(zhì)量。

4.2 沖擊回波檢測技術(shù)

除了超聲波檢測技術(shù)，檢測人員還可以使用紅外線檢測技術(shù)檢測建筑質(zhì)量。紅外線檢測技術(shù)是采用測量紅外輻射強(qiáng)弱的方法，獲得構(gòu)件表面溫度或溫度分布圖，以確定結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)或結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷的無損檢測技術(shù)。但紅外線檢測技術(shù)和超聲波檢測技術(shù)在應(yīng)用的過程中，都會存在一定的缺陷。

例如，紅外線檢測技術(shù)檢測靈敏度與熱輻射率有關(guān)，所以容易受試件表面及背景輻射的干擾。另外，受缺陷大小、埋藏深度影響，紅外線檢測技術(shù)對原試件的分辨率差，很難測定缺陷形狀、大小與位置；超聲波檢測技術(shù)不宜用于檢測形狀復(fù)雜的工件，被測工件的表面應(yīng)光潔，并且工作人員需要用耦合劑填滿探頭和被測工件表面之間的空隙，以保證充分的聲耦合。

而超聲波檢測技術(shù)和紅外線檢測技術(shù)融合而成的沖擊回波檢測技術(shù)，能有效彌補(bǔ)這兩種檢測技術(shù)的不足。沖擊回波檢測技術(shù)根據(jù)采集的信號獲得結(jié)構(gòu)地面的反射波的經(jīng)歷時(shí)長，并根據(jù)應(yīng)力波在混凝土結(jié)構(gòu)中的傳播速度獲得混凝土厚度及缺陷深度。同時(shí)，沖擊回波檢測技術(shù)能夠?qū)⑺涗浀臄?shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)到頻域中進(jìn)行處理，得到振幅譜圖，幅值譜圖中的不同峰值是由沖擊界面、缺陷與相異材質(zhì)間多次反射產(chǎn)生的瞬態(tài)共振所產(chǎn)生的，能夠更準(zhǔn)確地反映出建筑內(nèi)部的具體情況。

4.3 滲透檢測技術(shù)

滲透檢測技術(shù)是指在被檢測對象表面涂抹上熒光材料或是有染色作用的材料，待材料滲透到結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，利用顯像劑的吸引作用，將被檢測對象有缺陷的區(qū)域通過輔助系統(tǒng)反映出來。利用光源照射的原理，判斷內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能存在缺陷的位置，被檢測對象缺陷位置表面的滲透材料會被重新吸回顯像劑中，進(jìn)而明確被檢測對象缺陷位置的具體形狀與尺寸信息。

例如，某一建設(shè)工程的混凝土灌注樁存在質(zhì)量問題，通過抽樣檢查將其中3個灌注樁作為檢測樣品，在其表面均涂上熒光性材料，結(jié)果表明，三處檢測點(diǎn)均質(zhì)量良好。而自企業(yè)引入滲透無損檢測技術(shù)以來，共發(fā)現(xiàn)十多次工程質(zhì)量缺陷問題，間接為企業(yè)彌補(bǔ)了數(shù)十萬的經(jīng)濟(jì)損失。

滲透檢測技術(shù)的優(yōu)勢是工藝簡單、高效，能夠較快辨別出缺陷位置的尺寸與信息。但也存在很多不足之處，如缺陷位置的尺寸若是過小，則無法運(yùn)用該技術(shù)檢測出來，因?yàn)闊晒獠牧虾茈y滲入缺陷內(nèi)部，以致無法準(zhǔn)確地判斷出來。

4.4 纖傳感檢測技術(shù)

纖傳感檢測技術(shù)也就是指光纖傳感檢測技術(shù)，其工作原理是通過利用某些物理能量的敏感性，然后把外界物理能量與信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)并達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。在我國，光纖傳感檢測技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)了三十多年，并且應(yīng)用在各個領(lǐng)域與行業(yè)，目的就是對這項(xiàng)技術(shù)本身進(jìn)行檢驗(yàn)，使該項(xiàng)技術(shù)不斷提高和完善。

光纖傳感檢測技術(shù)在道路橋梁這一行業(yè)中的應(yīng)用，能夠十分有效地檢測道路、橋梁等多個方面的情況，其中包括道路橋梁的應(yīng)變性、鋼索索力等。與傳統(tǒng)的傳感器進(jìn)行對比，光纖傳感器具備很多特質(zhì)，如靈活、輕便、樣式多、安全。最重要的是光纖傳感器不會輕易被外界的各種因素?cái)嚁_，并且還可以承受高壓、腐蝕、易燃易爆等這些特殊情況，對于道路橋梁來說，該項(xiàng)檢測技術(shù)十分適合。

但是唯一的缺點(diǎn)就是，光纖傳感器的市場價(jià)格比較高，與市面上其他檢測技術(shù)對比，價(jià)格差明顯，正是受此影響，導(dǎo)致光纖傳感檢測技術(shù)在道路橋梁檢測中的應(yīng)用較少，也無法對其進(jìn)行更好地推廣。

4.5 雷達(dá)波無損檢測技術(shù)

目前，在道路橋梁工程質(zhì)量檢測中，雷達(dá)波無損檢測技術(shù)的應(yīng)用比較成熟。其應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

（1）雷達(dá)波穿透力十分強(qiáng)大。

（2）檢測范圍大。雷達(dá)波無損檢測技術(shù)能夠檢測道路橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至還能有效檢測混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裂縫，這是其他無損檢測技術(shù)無法達(dá)到的優(yōu)勢。雷達(dá)波無損檢測技術(shù)與紅外線無損檢測技術(shù)都是無接觸的檢測方法。

（3）對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的道路橋梁工程，雷達(dá)波無損檢測技術(shù)也能發(fā)揮作用。該技術(shù)可通過雷達(dá)波探測建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，雖然混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)會影響雷達(dá)波的傳播速度，但是雷達(dá)波反饋信息，能夠準(zhǔn)確反映混凝土內(nèi)部缺陷及損傷情況。

4.6 紅外線檢測技術(shù)

紅外線檢測技術(shù)是一種在線監(jiān)測的非接觸性高科技技術(shù)，通過將光成像、計(jì)算機(jī)、圖像處理等技術(shù)結(jié)合成一體而快速發(fā)展成的一種先進(jìn)、新型的數(shù)字化無損檢測技術(shù)。

利用紅外線檢測技術(shù)，可以對金屬、非金屬以及復(fù)合型材料的脫黏、裂紋等缺陷進(jìn)行檢測，具有非接觸性、速度快、在線監(jiān)測、檢測速度快等特點(diǎn)。該技術(shù)主要的應(yīng)用原理，是通過全面分析被檢測對象的內(nèi)部溫度分布情況，判斷被檢測對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量問題。

5 優(yōu)化道橋中使用的無損檢測技術(shù)措施

5.1 健全道路橋梁工程的質(zhì)量控制規(guī)范體系

道路橋梁質(zhì)量的監(jiān)管控制工作具有較為復(fù)雜的特征，工程監(jiān)管的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人員如果沒有做到合理劃分各自的權(quán)限職責(zé)，則容易產(chǎn)生道路橋梁工程無損檢測中的盲目實(shí)施缺陷。

由此可見，道路橋梁質(zhì)量控制以及工程檢測試驗(yàn)的現(xiàn)有規(guī)范制度，應(yīng)達(dá)到體系化的程度，嚴(yán)格遵循道路橋梁工程無損檢測的現(xiàn)行技術(shù)指標(biāo)予以實(shí)施。檢測人員針對道路橋梁樣本采集、道路橋梁樣本運(yùn)輸、檢測數(shù)據(jù)分析等各個基本環(huán)節(jié)流程都應(yīng)當(dāng)引起重視，旨在全面確保道路橋梁施工與運(yùn)行的最大化綜合效益得到體現(xiàn)。

5.2 提高道路橋梁檢測人員的素質(zhì)和能力

對道路橋梁進(jìn)行檢測可以十分艱難，其中包括設(shè)備檢測、實(shí)地勘察、事后檢測等多種環(huán)節(jié)，該項(xiàng)工作對于專業(yè)人員的要求十分嚴(yán)格。隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，使得道路橋梁基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展越來越受重視，因此對于從業(yè)人員的要求逐漸提高。

想要更好地促進(jìn)道路橋梁檢測水平的增長，需要從從業(yè)人員入手，加強(qiáng)對工作人員的培訓(xùn)，提高其素質(zhì)和能力。定期開展培訓(xùn)活動，激勵他們在實(shí)際操作過程中發(fā)現(xiàn)問題、找出問題、解決問題。此外，倡導(dǎo)道路和橋梁檢測技術(shù)的不斷優(yōu)化更新，使國內(nèi)道路橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展更加完善。

5.3 規(guī)范無損檢測程序

在應(yīng)用無損檢測技術(shù)時(shí)，必須嚴(yán)格規(guī)范無損檢測的程序，不僅要注意檢測的細(xì)節(jié)，更要從宏觀角度開展全局的規(guī)劃，提高施工檢測方案的科學(xué)合理性。另外，在施工前，要做好充足的準(zhǔn)備工作，通過深入一線開展調(diào)查研究，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的有效銜接，同時(shí)也優(yōu)化工作人員的對接流程，做好全過程技術(shù)應(yīng)用記錄，規(guī)范無損檢測的程序。

無損檢測隊(duì)伍需要滲透到工程施工的各個環(huán)節(jié)，同時(shí)基于完善的施工質(zhì)量管理制度，開展無損檢測工作，如果發(fā)現(xiàn)問題，必須及時(shí)加以解決，并按照制度進(jìn)行相關(guān)的處罰，強(qiáng)化道路橋梁工程施工人員的責(zé)任意識。

6 無損檢測儀器設(shè)備工作要求

在應(yīng)用無損檢測技術(shù)開展質(zhì)量檢測工作的過程中，無損檢測儀器具有一定的特殊性，會直接影響檢測結(jié)果。對此，檢測單位要重點(diǎn)控制無損檢測儀器，并制訂有效的儀器校準(zhǔn)方案，以保障檢測儀器既能夠滿足檢測工作要求，并能夠準(zhǔn)確檢測。

由于儀器在校驗(yàn)中可能會出現(xiàn)一定的誤差，因此校驗(yàn)方法的選擇極為關(guān)鍵，檢測人員要按照相關(guān)校驗(yàn)規(guī)定和要求，或者使用儀器生產(chǎn)廠家提供的校驗(yàn)方法對儀器設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，以保障儀器使用的準(zhǔn)確性和有效性。在儀器的使用過程中，檢測人員還要了解儀器的特點(diǎn)和使用方法，避免因操作不當(dāng)而影響儀器的正常使用。

7 結(jié)束語

綜上所述，在我國道路橋梁的建設(shè)和檢測方面，盡管現(xiàn)階段該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展還存在問題，但是在未來一定會開發(fā)出更適用、完善的無損檢測技術(shù)，從而減少對道路橋梁的危害，更好地促進(jìn)其發(fā)展，保障道路橋梁的穩(wěn)定運(yùn)行。在未來道路橋梁建設(shè)過程中，無損檢測技術(shù)仍然會發(fā)揮重要作用。