混凝土无损检测方法发展及应用分析

发表时间:2020/8/4   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:尤秀鑫
[导读] 摘要:随着建筑施工工艺的不断成熟,人们对于建筑质量要求越来越高,因此建筑施工单位对公路桥梁质量检测工作的重视程度也越来越高。
        北京路桥瑞通科技发展有限公司  北京市  101300
        摘要:随着建筑施工工艺的不断成熟,人们对于建筑质量要求越来越高,因此建筑施工单位对公路桥梁质量检测工作的重视程度也越来越高。无损检测技术是一种新型的质量检测方法,目前在我国多个领域都已经被广泛使用,在现代公路桥梁工程检测工作中也发挥着十分积极的作用。为了更加深入全面地对无损检测技术进行了解和掌握,阐述了其应用方法以及具体应用场景,并对该技术存在的不足之处进行了分析,相应提出了改进对策。
        关键词:混凝土;无损检测;应用
        引言
        国内公路桥梁的主要检测内容为“外观损伤检测、内部缺陷检测、力学性能检测、几何参数检测等”,传统的检测方法以“人工破坏性检测”为主,效率低下,工作强度大,并且要求检测人员有丰富的专业知识、经验,在一定条件下还会对公路桥梁结构、外观造成一定的损伤。近几年,无损检测技术在公路桥梁检测中的应用越发广泛,多用于检测公路桥梁结构内部缺陷,如磁通量法、射线法、应力释放法、超声波检测法等,这些方法有力推进了我国公路桥梁检测工作的进步以及养护管理工作的发展。
        1、工程概况
        某桥为南北走向,平曲线位于直线上。桥梁纵断面位于4??0%上坡及4??0%下坡路段上,曲线半径为1600m。桥梁起点桩号为K0+193,终点桩号为K0+499,全长306m,斜交角为90°。上部结构为(3×30+4×30+3×30)m跨径预应力混凝土现浇连续箱梁。梁高1??8m,斜腹板,采用单箱三室截面,按部分预应力混凝土A类构件设计,道路等级为城市主干道。桥梁上部混凝土结构均采用C50混凝土,台身及墩身采用C40混凝土,承台及桩基采用C35混凝土;预应力钢绞线采用高强度低松弛钢绞线,公称直径15??20mm,标准强度1860MPa[1]。
        2、无损检测技术
        无损检测技术,顾名思义就是没有损伤性的检测方法,质量检测不仅仅是要对结构外部质量进行检查,同时也要对结构内部质量进行确认,以往的检测方法或多或少都会对建筑结构性成果破坏,而新型的无损检测技术则可以在不破坏检测物体性能和结构完整性的条件下,通过物理手段对其质量进行全面分析。无损检测技术有很多种,常用的主要用超声波检测技术、红外线成像检测技术以及冲击反射法检测技术。与传统的检测技术相比,无损检测技术的优势不仅在于可以保证建筑结构不受损坏,而且问题检出率也是比较高的,检测结果值得信赖。但是这种检测技术也并不是完全没有缺点,比如检测方向比较单一等,而且适用场景也有限,在一些必须进行破坏性实验才能得出质量结果的检测当中,无损检测技术便失去了其独有的优势[2]。
        3、无损检测技术的应用
        3.1、混凝土公路桥梁外观缺陷无损检测
        受钢筋混凝土结构本身的特性影响以及载荷作用、施工缺陷、自然环境影响,混凝土公路桥梁在服役期间,不可避免会出现开裂、水蚀、保护层脱落等问题,尤其是结构裂缝,若不加以控制,将会对公路桥梁的安全性、使用寿命等造成极为严重的影响。我国现行的《公路桥梁技术状况评定标准》中,对混凝土公路桥梁不同位置裂缝的宽度有着严格的规定、限制,这些条款可作为检测公路桥梁的基础参考。传统的混凝土公路桥梁外观缺陷检测方法多采用检测支架、钢尺、测缝仪等工具,工作人员贴近混凝土结构表面,以人工观测的方式分析、观察混凝土公路桥梁的裂隙特征,该方法效率低下,检测记录需要人工汇总。近几年,无损检测技术在混凝土公路桥梁外观缺陷检测中逐步得到了应用。如,利用无人机+热成像系统,可直观的对混凝土公路桥梁外观缺陷进行检测,高分辨率的热红外成像,能够方便、快速地得出检测结果。又如,公路桥梁图像分析技术,通过应用多幅公路桥梁的图像,可实现远距离的精确检测。

伴随高新技术发展,图像识别技术因使用方便、精度高等优势,在公路桥梁结构外观检测方面的应用越发广泛,且逐步发展成为混凝土公路桥梁外观缺陷无损检测技术的主要发展方向[3]。
        3.2、低应变检测法
        低应变检测法是另一种无损检测桩基完整性的方法,其原理是把待检桩基顶部处理出一个平面,对其施加一个瞬时垂直向下的振动,振动波沿桩基纵向向下传播,在这个过程中,振动波遭遇离析、夹泥分层等缺陷时,由于阻抗变化产生一部分反射和透射,当反射波传导至桩顶时,被放置的传感器装置接收记录,实时的声时和波形可以综合分析桩基缺陷,以对桩基混凝土进行相应的判断。此法的优势很显著,具有简便、快捷、覆盖面广、费用低的特点,但低应变法用于检测桩基的缺点也很明显,由于振动波的衰减效应,对于大于50m的桩基,准确性下降明显;而且实际检测中影响应变曲线的因素众多,包括但不限于不同地质的地质效应、桩本身长径比、待检桩强度等级、温度变化、桩底是否嵌岩等。因此低应变法适合作为声波透射法的补充,在缺陷出现时互相印证,达到避免误判,结论准确的目的[4]。
        3.3、荷载试验
        1)通过试验结果得到,跨缝测点实测应变值显著>计算值,且在第3级荷载(54%)、第6级荷载(84%)时分别出现明显拐点,应变值增大速率加快。2)通过裂缝消失处测点应变实测值与计算值对比。测点实测应变值从第1级开始就远>计算值,因此处应变测点布置在裂缝消失处,故此处应变变化规律表明,裂缝在长度方向有开展趋势。3)在各级荷载作用下,跨缝测点应变值偏大,远离裂缝两个测点测值与计算值相当,可认为其所在区域已脱出应变释放区;临近裂缝的两个测点测值较远离裂缝测点有所减小,但减小幅度较小,表明裂缝周围区域存在应变向裂缝释放的现象,但应变释放并非跨缝应变值显著偏大的决定因素。4)未跨缝测点应变均<计算值,且线性关系良好。5)在各级荷载作用下,挠度各级实测结果均<计算值,且线性关系良好。6)通过动载实验得到,实测频率>计算频率。
        3.4、应用于钢结构检测
        钢结构是现代工程应用频率非常高的材料之一,对建筑整体质量安全有着关键性影响,采取无损检测技术对其施工合理性和可靠性进行检测是十分有必要的。由于钢结构的应用场景比较多,不同部位所能适应的检测方法有所区别,所以可以采用超声波检测以及冲击反射检测等多种方法对其进行全方位分析[5]。
        结束语
        综上所述,公路桥梁检测技术正在多学科技术方法、理论发展背景下逐步革新,各种无损检测技术在实际应用中得到了长足的发展。因混凝土公路桥梁、钢结构公路桥梁本身的材料具有一定的复杂性,骨料、钢筋等均会对电磁脉冲等检测介质产生影响,所以现如今的主流无损检测技术仍旧为超声波检测技术,图像检测技术因无法揭示结构内部缺陷,所以应用存在一定的限制,未来应该倡导以超声波检测技术为主、其他检测技术为辅的综合检测体系,以保证公路桥梁无损检测的准确性、可靠性。
        参考文献:
        [1]浦沪军.雷达法在混凝土结构无损检测中的应用[J].江西建材,2019(12):35-36.
        [2]张增祥.钢筋混凝土桥梁试验检测技术及其发展趋势[J].建材与装饰,2019(36):283-284.
        [3]朱峰.探讨无损检测技术在建筑工程检测中的应用[J].建材与装饰,2019(36):54-55.
        [4]叶建虎.隧道混凝土仰拱无损检测方法综述[J].公路交通技术,2019,35(06):100-104.
        [5]林琳.装配式混凝土建筑智能化结构的应用[J].智能建筑与智慧城市,2019(12):116-118.
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