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摘要:随着科学技术的不断进步和发展,在道桥工程当中,越来越多的新材料和新技术被有效应用,这对于道桥工程施工质量的提升有着很重要的促进作用。在这当中,无损检测技术作为一种新型的道桥工程检测技术,除了可以将检测精度提升之外,对于道桥工程检测的基础需求还可以很好地满足,并且对于工程结构和质量也不会产生相应的问题。
关键词:无损检测技术;道桥工程;应用及趋势
引言
近年来,我国道路桥梁建设事业不断进步,新材料、新工艺、新结构持续出现。道路桥梁在应用时承受极大的荷载,因此不少道路桥梁逐步老化。为了提高道路桥梁构造的安全系数,人们要有效地检测道路桥梁质量。随着计算机技术与自动化技术的应用,道路桥梁检测技术不断发展和进步。其中,无损检测技术的运用极大地推动了道路桥梁检测技术的发展。
1 无损检测技术简述
此技术经超声波和试件之间互相的作用,针对试件的反射与散射以及透射波加以研究,来对试件加以宏观缺陷的检测与组织结构、力学性能改变检测以及几何特性的测量等,从而对其特定的使用性加以有效评价。此检测的技术能够将工程和材料以及工件里面所存在的缺陷检测出来,并且其精度较高、操作较简单方便。在对道桥工程加以施工当中,会在不同的程度出现变形情况,更甚的是导致内部出现缺陷,十分有必要对道桥工程的施工过程加以无损检测。无损检测技术其检测的质量与精度较高。伴随全球的经济往一体化的方向发展,各个国家不仅实现了贸易的往来,而且也促使部分技术逐步实现了交流,在一定的程度上为提高国内各项先进技术的水准奠定了基础。此检测的技术关键是应用超声波于物体里及物体和物体间的传播加以材料的检测。相关的研究表明,此检测的技术当中,超声波于弹性介质的材料当中能够加以传播,而且其传播速度和介质材料应力与温度、组织的均匀性及超声波波型密切相关。介质不相同其超声波传播的速度有所差异,通常于固体的介质材料当中,若温度越高则声速就会越低,而且应力情况与材料组织均匀性同样会对超声波传播造成影响。另外,此检测的技术其检测的精度与深度比较广泛,在实际工程检测当中做出了重大贡献。
2 无损检测技术在道桥工程中的应用
2.1 超声波检测技术
超声波是高于人耳可以分辨频率的声波,使用超声波检测的时候,超声波的传输满足传输规律。在对桥梁的无损检测工作中,在需要检测的部位,使用专业的仪器设备发射超声波,如果结构内部有损伤或者检测缝隙,就会反射超声波,仪器通过接收反射回来的超声波,根据波形、角度等就能够对桥梁内部结构的完整性作出判断,确定结构的质量。为了提升检测的精度,可以采取在不同位置设置传感器的方式,隔一段距离就对反射的超声波作出检查,然后结合时间、位移、速度等方面对进行计算。尤其是要针对不同介质中超声波传播速度的分析,这样就能够对材料的弹性模量、抗压强度、抗剪强度等数据进行测定,也能够判断材料、结构内部的缺陷情况和位置。使用超声波检测技术的时候也容易出现偏差,如结构内部有水或者有空气,由于超声波传播的速度变化很大,就会导致结果偏差,即便测量人员根据结果可以初步判断缝隙和缺陷的位置,但是对缺陷的情况仍然不能作出准确的判断。为了弥补这些不足,目前仍然在进行技术优化和研究工作。
2.2 射线探伤法
射线探伤法是通过在混凝土结构后方放置底片的方式,对底片发射不同射线使底片形成空洞敏感图,该检测方法不仅能够测量桥梁实际交通流量,而且能够精确定位钢筋断裂位置并测量出空洞大小,以此判断评估桥梁交通状况。当测量环境较为理想时,射线探伤法可在较少工作人员的情况下得到相对准确的底片图。但同时射线探伤法也具有一定缺陷,需要大量射线源消耗能量探伤才能得到相应底片图,该无损测量方法对工作人员安全防护提出较高要求,也大大增加了桥梁工程测量成本。
除了厚截面材料不适合图片解释外,在理想状态下,射线探伤法通常可以测量出大量比较清晰的图片,射线源放射出的伽马射线最大穿透力为150mm铱和400mm钴,工作人员应确保操作时射线探伤过程始终机械化处于安全保护套盒内,同时具有自动关闭功能,保证射线探伤法处于一种安全测量状态,从整体上看射线探伤法的适用性要好于其他测量方法。
2.3 探地雷达检测法
探地雷达检测法是以某个不变的波速穿透被测量桥梁的表面,声波以相对较短的脉冲持续不断地传播,被检测物体表面结构反射信号到检测设备接收器,检测设备根据所搜集信息的不同信号对应不同介电常数,连续检测信号振幅、频率等反馈材料材质的有效截面,物体形状、层厚度、掩埋特征等是影响脉冲信号传播的主要因素。探地雷达检测技术通常用于测量定位管道,完成加固区测量,该检测方法较为安全可靠,高频电磁脉冲通过天线传播,传播界面发生变化时部分电磁波会产生反射折射,此时接收器会记录介电常数变化情况,相同外壳中的发射天线与接收天线采用单声道操作,天线频率范围100-150MHz,通过集成系统扫描实现对反射信号的雷达追踪,并快速测绘出空洞与剥离程度,探地雷达技术在路桥工程中的设计应用范围更广,特别是在测量大量处于恶劣环境的通道结构或者混凝土桥梁结构时,可以精准定位金属管道,测量速度更快,在很大程度上保证路桥工程质量安全性。
2.4 光纤传感技术
很多检测技术的检测范围比较小,不能完全贴合桥梁,最后的检测结果会有比较大的问题。为了能够扩大桥梁检测工作的范围,光纤传感检测技术由此诞生。该技术使用过程中,能够对不同的物理量都针对性地产生反应,这样就能了解桥梁的情况,并且保证检测结果的准确。比如,实际的检测工作中,可以对外界物理量形式转换为所需要的数据,之后检测仪器就会收集到光信号,从而保证信号的收集状态和效果。使用这种方式对道路桥梁能够有十分深入的了解。但是,目前光纤检测传感器技术的应用中还有一些技术难题需要破解,依然存在一定的检测局限,需要继续技术上的探索,完善光纤检测传感器的体系,以满足道路桥梁的检测要求。
3 无损检测技术在道桥工程中的发展趋势
无损检测技术在道桥工程中的广泛应用经历了比较漫长的一个阶段。若想推广应用一门技术,在研究环节需要全面考虑该技术可能涉及到的领域,在此基础上进行模拟场景操作,确保其可以发挥出应有的效果,对行业来说也是一样的,道桥无损检测技术将呈现出以下发展态势:
(1)道路横断面中土石比例及深度以确定检测技术的研讨与开发;
(2)探地雷达在路途勘测设计中检测的技术应用与科学化探究;
(3)红外线热成像检测的道桥构造的一些损伤探测模式;
(4)用强迫性振动响应法定估计桥梁下部结构以及量化的无损检测;
(5)用微波高技术对于裂纹以及缝隙等进行探测剖析。
4 结语
无损检测技术具有非常多的优势,应用范围广,对道路桥梁的破坏小,发展空间大,可以广泛地应用在道路桥梁检测中。无损检测技术也存在不足,面临瓶颈。人们要及早发现和处理问题,将无损检测技术合理地应用于道路桥梁检测中,最大程度地发挥无损检测技术的作用,为我国道路桥梁建设事业的发展提供更好的保障。
参考文献:
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