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摘要:近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。随着科技水平的发展,焊接逐渐成为我国钢桥的主要连接形式,但是由于残余应力与应力集中的影响,焊接部位成为容易发生早期病害的薄弱环节,因此,有效可靠的焊接无损检测是钢结构桥梁质量检验与评定的关键环节。随着新建钢桥数量的不断增加,对于焊接无损检测的需求也不断提高。本文就结构桥梁焊接无损检测技术应用及发展展开探讨。
关键词:钢结构桥梁;焊接缺陷;无损检测
引言
桥梁工程建设要求持续提升的同时桥梁检测压力。交通运输规模开始进入重载荷阶段。桥梁工程投入使用后,极易出现沉降和破损问题,降低桥梁工程质量,缩短服役时间。当前,在路桥施工中应用无损检测技术,不仅可以完成路桥的质量检测和安全检测,而且可以合理地完成路桥建设项目的整体安全系数控制。
1桥梁工程中无损检测技术的意义
作为桥梁工程施工中的主要检测技术,无损检测技术可以有效把控工程质量,结合实际情况进行分析,无损检测技术也就是在保护桥梁工程的基础上实施检测,借助高科技方式筛查桥梁工程中存在的问题。无损检测技术的优势在于可以保证桥梁工程稳定性,避免桥梁工程因为检测破坏影响其实际质量。无损检测技术可以进行范围的设定,并确定工程实际位置,进而节约了桥梁工程施工压力,提升了施工效率。桥梁工程中无损检测技术具有较强的专业性,不但能够对桥梁设施进行保护,还可以找出问题的实际位置。桥梁工程施工过程中可以随时使用无损检测技术,也正是无损检测技术的实时性使桥梁工程施工质量可以始终保持在合理的范围内。
2钢结构桥梁存在的问题
随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的显著提高,私家车及重型车辆的数量日益增多,对桥梁产生巨大的荷载压力。近些年,许多城市已经出现较为严重的车辆拥堵状况,虽然陆续修建一些大型桥梁调节交通压力,但由于有些桥梁结构完整性欠缺,加之车流量大,导致桥梁承受压力巨大;另外,许多桥梁建造年代已久,当初设计时并未预测到如今的严重超载问题,这造成桥梁的荷载远远超过其结构的承载能力,大大降低了桥梁的稳定性,严重破坏桥梁结构的完整性,为人们的正常出行埋下巨大的安全隐患。基于我国桥梁使用现状,钢结构桥梁作为应用较广泛的桥梁结构形式,目前呈现的桥梁病害低龄化、桥梁结构用钢低效化的问题尤为突出。
3钢桥焊接缺陷类型
焊接材料的质量、焊接方法与工艺、焊接接头的形状、焊接环境和热处理方式等因素会对焊接质量产生较大影响。钢桥焊接缺陷按缺陷位置可划分为内部缺陷与表面缺陷两种。其中表面缺陷包括:弧坑、咬边、焊瘤和表面裂纹;内部缺陷按缺陷形状可分为体积型缺陷和面积型缺陷两种,体积型缺陷包括气孔、夹渣,面积型缺陷主要包括未焊透、未熔合与裂纹等。
4钢结构桥梁焊接无损检测技术应用
4.1频谱分析技术
在桥梁工程中,应用频谱分析技术,主要是针对不同介质的传播表面波特率和检测对象状态进行分析。将瞬间垂直冲击力,添加到桥梁结构表面,从而产生雷波面。波面中心为振源,频率种类不同。利用不同部位锤击方式,可以获得瑞雷波信号。将传感器安装在不同位置,可以准确检测瑞雷波频率。利用频率分析与相关分析技术,能够对不同深度、分层式介质的力学参数进行测试。相比于传统方式,频谱分析技术具备较高检测频率,并且检测速度比较快,能够对路面不同分层介质厚度均匀性、层面接触状态进行检测。
4.2渗透检测技术
渗透检测法的操作步骤为:首先在构件表面涂抹着色剂,经过一段时间后,着色剂在毛细管作用下进入构件表面的开口型缺陷中,随后采用清洗剂去除构件表面的着色剂,等待试件干燥后,在构件表面涂抹显像剂,等待显像剂吸收开口型缺陷中残余的着色剂,显示出着色剂的痕迹,由此便可直观地判断焊缝表面缺陷的位置与形状。渗透检测法的优点在于对于被检构件的形状、尺寸要求不高,能直观地体现出构件表面的开口型缺陷。但是,渗透检测法检测程序多,检测速度慢,无法识别焊缝内部气孔、夹渣或闭口型的表面裂纹等缺陷,检测试剂具有一定的污染性,对于铁磁性材料检测灵敏度也比磁粉检测法低。
4.3地雷达检测技术
桥梁工程无损检测技术中探地雷达技术主要是使用10MHZ-1000MHZ电磁脉冲进行天线发送。脉冲在地下传播的时候,如果收到电介质就会使其返回地面,借助接收天线对其进行接收。探地雷达可以对一些地下交界面存在的反射波进行探测,并对雷达数据进行记录,其中雷达数据为n,雷达脉冲为b,与反射波数序列R之间的关系为n=∫bR(t-τ)dτ=b*R。其中使用雷达系统对子波有着直接的影响,反射波系数列则可以覆盖介质信息。通过探地雷达使反射波到达地面的时间进行记录,从而深入分析地下介质,基于其特有性质可以在众多地层使用。探地雷达检测技术的使用可以针对一些存在缺陷的区域进行精准确定,不但可以节约时间还便于工作人员操作,扩大检测范围,避免检测技术受到周围地质情况的干扰。在工程中应用的时候,探地雷达检测技术可以针对厚度,基层和含水量进行检测。另外,与探地雷达特点相融合,还可以在材质,裂缝湿度与桥梁结构等检测中使用。
4.4红外线热成像技术
桥梁施工的过程中,不同地区的地貌形式,施工条件都对施工有一定的影响。专业人员在确定了图纸之后,还需要进行实地考察,根据不同的情况再次修改图纸。然而,想要更好地了解地貌地势便离不开红外线热成像技术。前一点提到的地质雷达监测技术,可以看到地表下的形态,而且这里的红外线热成像技术可以更好地分析出各种材料。红外线热成像技术是指通过红外线的照射可以获得物体的材料信息。红外线热技术在遇到物体后,通过各种分析可以得知物体的表面温度和其他情况,经过大数据的比对,可以显示出该材料是何种材料。在桥梁施工的建设中,运用了红外线热成像技术后,专业人员可以更好更快地得知内部情况。
4.5超声波检测技术
超声波属于高频率声波,在频率传输期间,能够满足内在规律。利用超声波检测技术,可以在检测位置发射超声波。利用接收器,接收到超声波相关参数,从而判断内部缺陷。将传感器设置在介质不同部位,测量超声波的传输时间,通过时间、速度和位移等参数,可以计算波速;通过介质、速度参数,能够对材料抗压强度、弹性模量、抗折强度进行测定,同时能够对材料结构内部缺陷与不足进行检测。
结语
根据焊接缺陷无损检测技术的原理和应用特点,每种焊接缺陷无损检测技术均具有其特定的优缺点和适用范围,需要综合应用不同无损检测的技术优势,才能有效检测焊接缺陷。随着焊接缺陷无损检测新技术的不断发展,将无损检测新技术引入钢结构桥梁焊接缺陷检测中,克服常规检测技术的不足,对更好的保证焊接质量具有重要意义。
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