中国铁建大桥工程局设计研究院 吉林省长春市 130000
摘要:现当年,随着我国建筑工程的快速发展,钢结构桥梁的广泛应用与发展,个别钢结构桥梁出现了一些质量问题并且导致了一些安全事故,引发了社会与公众的广泛关注。为了进一步提升钢结构桥梁的质量,企业必须对钢结构桥梁工程建设的每一个环节严加管控,以确保桥梁质量。桥梁检测作为桥梁建设各环节的重要内容,更是值得项目参见各方的重视。
关键词:无损检测技术;钢结构桥梁
引言
桥梁钢结构应用广泛,然而,也有在重点项目中发生严重质量事故的情况,桥梁钢结构的可靠性与安全性越来越受到关注,其主要是来源于设计,其质量与加工制作、现场安装、原材料等息息相关。需要特别注意的是焊接质量,尤其严格遵守相关标准,在整个加工制作与安装现场的过程中必须要非常警惕,以不损伤被检测对象的条件下,应用先进的物理或者化学方法,同时结合目前的设备器材与技术,检查和测试对象的表面结构、状态及内部的缺陷。
1无损检测在桥梁中的应用概述
无损检测技术是现代检测技术的重要组成部分,它不会对被检测对象产生破坏作用,特别适用于如桥梁等要求连续运行的结构的检测,可以保证桥梁钢结构质量,保障桥梁的可靠安全运行,对经济发展具有积极的促进作用。对钢结构桥梁的内部和外表进行无损检测是保障桥梁质量安全,保证桥梁可靠运行,提高社会效益和经济效益的重要举措之一。无损检测技术在钢结构桥梁中的应用中常用超声波、磁粉、射线、渗透等方法,以下分别介绍各方法优缺点。
2无损检测技术的分类
2.1射线检测。射线检测技术早在二十世纪三
十年代初期就已经在工业产品检验中广泛应用了,现已发展为较为成熟的一种无损检测技术。目前,射线检测应用于各个领域,包括机械、航天、石油、电子等。线强度会发生不同程度的衰减,当其穿过物体时,而其衰减的程度与穿过物体的物理、化学性质相关。假若物体内部存在一定的缺陷,就会对射线产生衰减作用,将会导致无缺陷区域与有缺陷缺陷区域产生差异,只要采用相关技术检测这种差异,就可以判断出缺陷的程度。射线检测的方式多种多样,主要有三种:X射线照相;γ射线照相;中子射线照相。在桥梁结构中,X射线应用相对较多。射线检测在所有的材料中都可使用,底片可以记录缺陷的图像,可以精确定性,并且长期保存。但是,钢板、锻件、钢管中一般不用射线检测,射线检测也应用于焊接接头的检测,不过其检测效率不高,成本很高。其优点为无损性,简单方便实用,具有其他检测手段无可比拟的优势,并且应用范围广阔,底片可长期保存,方便日后用于相关事故的分析,可以清晰地显示直观图像等。但是,其也有一定的弊端,射线检测对人体有一定程度的损伤,有不良反应,也会对环境造成一定的污染;用于显示图像的特殊液体不易回收,对环境产生较大的污染,必须要采取适当的防护措施。
2.2超声波检测技术
在钢结构桥梁检测过程中,激励探头在检测的过程中会产生超声波,并在其构件上传播,一旦遇到异常介质,如夹渣和气孔等,其中的一些超声波就会被这些异常介质反射回来,通过进行处理这些反射的超声波,并进行放大入视波屏,其中的缺陷回波就能够很快的找出来。
2.3磁粉探伤
磁粉探伤具有检测速度快,设备不复杂,操作简单,相对成本低,检测效率高等优点,磁粉探伤对在役钢结构桥梁检测应用较广,但是,由于磁粉检测是通过表面磁粉的变化来进行缺陷判断的,因此,只能对磁性金属结构表面或近表面进行缺陷检测,无法判断缺陷的深度,磁粉检测的结果是由人眼判断的,对操作人员提出了较高的要求,且磁化后会在钢材内部形成磁场,产生应力,需要退磁处理。
2.4渗透检测技术
桥梁钢结构存在的主要问题就是其表面的开口缺陷,在被检测构件表面,可以将荧光染料或者色剂等的渗透液施加其中,在色剂或荧光染料的渗透也渗入其中干燥之后,在比较适合的阳光照射下,能充分显示出其缺陷部位的渗透液,此类检测构件表面是否具有高强度的光洁度,若是其表面存在着铁锈、氧化铁表层以及涂料等情况时,则有可能会对其漏检。
3无损检测技术在钢结构桥梁中的实践——以M钢结构桥梁结构无损检测为例
2.1M钢结构桥梁的主要结构
M钢结构桥梁主体结构采用彩针型结构设计,采用独塔斜拉桥形式,1298.00m桥梁总长度,136.00m最大跨径长度,118.00m主塔。该桥梁主体结构可以分为三个部分,其中上塔部分主要为桥梁的装饰结构,下塔和中塔主要为桥梁的受力结构,桥梁的主体结构为46.20m全宽钢箱梁结构,箱梁设计成上下行两幅布置形式,单幅钢梁为梁高3.60m的单箱三室截面结构,上、下行钢梁主要通过钢横梁连接成整体结构。
3.2索梁锚固结构
该钢结构桥梁采用锚箱式连接方式,使用索梁锚固结构。连接结构设置锚固块,高强螺栓或用焊接的方式将锚固块与主梁腹板连接,锚箱式斜拉索锚固在桥梁锚固梁上。其中的锚箱主要组成部分,是由一块N3板底板和两块N1、N2板承压板组成,而在每块承压板的外侧,又加设上三片N5板加劲板。两承压板之间上下位置间部分,设置U形的N4板加劲板,斜拉索锚固在底板是穿过底板中央圆孔进行的,而且垫板设在底板之上。由斜拉索传来的巨大压力,可以通过经承压板、底板与腹板的连接焊缝进行某种类似于剪力的形式,传递到钢箱梁腹板,这是其中最为关键的传力部分,必须要特别注重,在钢结构桥梁施工过程中必须严格保证焊缝质量。
3.3主塔钢结构无损检测——超声检测方式
技术人员利用超声检测方式,按照相关国家标准,对主塔钢结构现场进行无损检测,一共随机检测主塔钢结构现场管对接、相关线交接等焊缝处12个测试点,检测结果显示,有11个焊缝检测点无异常,其中5号检测点存在缺陷,缺陷长度为6.02mm,缺陷深度为10.23mm,缺陷性质为未熔合。技术人员对缺陷进行进一步分析,发现其之所以产生未熔合情况是由于有夹渣的存在,之后技术人员铲除夹渣处的金属(焊缝),再次进行补焊,补焊结束后进行超声检测,无异常。根据此缺陷产生情况,施工人员制定焊接预防措施,加大焊接人员技能培训与施工监督力度,全面确保工程施工质量。
结语
综上所述,针对钢结构桥梁焊缝所采用的无损检测技术对本工程来说是可行的,近年来,随着桥梁业的高速发展,为保证钢结构桥梁的可靠通行,可以采用无损检测技术对桥梁的缺陷进行检测,保障桥梁安全,延长桥梁的使用寿命,提高经济效益。
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