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路桥检测技术在桥梁加固中的应用研究

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李军华

[导读] 摘要：路桥检测技术的应用为我国路桥建设质量的提高起到推动作用，给业主提供了真实可靠的检测数据，有利于对于路桥设入营运进行正确的评估，对优化结构设计、改进施工工艺、辅助加固设计等都提供了有利支持。

        身份证号码：43048119891002xxxx
        摘要：路桥检测技术的应用为我国路桥建设质量的提高起到推动作用，给业主提供了真实可靠的检测数据，有利于对于路桥设入营运进行正确的评估，对优化结构设计、改进施工工艺、辅助加固设计等都提供了有利支持。随着科学技术的不断发展，新材料、新技术、新工艺不断应用，需要路桥检测技术不断更新与开拓，以满足现代化路桥建设的需要。
        关键词：路桥检测；桥梁加固；应用
        前言
        桥梁是公路工程的重要组成部分，随着交通运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重越来越大，跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中应用与日俱增。但在桥梁投入使用后，桥梁的损害问题非常严重，需要大量的资金来维护或改建，已成为迫切需要解决的问题。加强对桥梁的加固作业，在其中运用路桥检测，加强加固效果，提高承载能力，确保交通运输安全。
        1 桥梁加固的几种基本方法
        1.1超声波检测
        超声波检测技术的安全性比较高，而且风险较低。路桥中的超声波检测技术的应用主要有两个方面：一是利用多个方面的超声波引起的瞬间共振，造成低频应力波传达到结构内部，从断裂面处反射出来。对路桥桩、板、梁等结构的完整性或者裂缝的位置进行准确测试；二是能够检测到在金属和塑料管道中空洞的出现。包括空洞的深度与加强区的距离和单元厚度，以便进行及时修补和灌浆。超声波检测只需要一面检测就能够检测到金属和塑料管中的空洞。通过探头发射适合在混凝土中传播的频率的超声波，测出声波在被测物体中传播的时间、然后根据声速和强度之间的关系计算出强度推定值。根据超公式可以得出钢管混凝土的质量。当超声波换能器布置为直接对穿法检测时，超声波在钢管混凝土中径向传播的时间为 t，与绕钢管壁半周长传播的时间 tsp 的关系为：结构材料在受力后出现塑性变形、裂纹开裂等结构损伤，会以声波的形式释放能量。及时桥梁结构材料在荷载作用下也能进行检测。但是在关键截面区很多管道不能从下端背面进行检测，如果限制到从面观察，当管道中有蜂窝体、水或者适用其他材料的管道会对检测产生一定的影响。
        1.2射线检测技术
        依靠红外成像原理来检测路桥损伤也是检测技术中常用的一种方式。在路桥有缝隙或者损伤的时候，红外线和周围呈现出不同的特征，检测中借助红外热像仪把目标的红外辐射转变成可见热图像。射线检测可以将底片放置在混凝土构件后，通过对敏感底片发射 x 射线或者伽玛射线而生成空洞图片，从而确定空洞程度和断裂钢筋位置。利用超高频短脉冲（106— 109Hz）电磁波探测混凝土钢筋和孔道的定位以及缺陷和疲劳探测等电涡流的大小。根据涡流变化判断材料表层的缺陷情况。但是这种建材技术对人体有一定的辐射影响，所以要对检测装置或者设计的检测仪器的射线源进行有效防护。
        1.3激光技术
        激光技术主要包括：一是激光全息无损检测技术。激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的 25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷，利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点，通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。二是激光超声无损检测技术。与其他超声无损检测方法相比，激光超声检测的主要优越性如下：1）能实现一定距离之外的非接触检测，不存在耦合与匹配问题。2）利用超短激光脉冲可以得到超短声脉冲和高时间分辨率，可以在宽带范围内提取信息，实现宽带检测。3）易于聚焦，实现快速扫描和成像。激光无损检测技术可用于高温条件下的检测，如热钢材的在线检测；适用于某些不宜接近的样品，如放射性样品的检测。
        1.4光纤传感技术
        光纤传感技术能够对外界物理能量进行转换，使其成为能够直接通过仪器测量到的光信号，达到收集状态指标的目的。光纤传感检测技术的优点是适应性强、绝缘性能好、耐高温、耐腐蚀，能够在易燃易爆的环境下运行。加上体积小、重量强、精度高、实用性强，未来发展潜力巨大。将功能光导纤维植入或者粘贴在路桥上，通过光纤变形或者断裂实时判断路桥损伤情况。但是这种检测方式成本较高、施工量大。使用自动化监测能够实现连续测量、监测预应力连续混凝土梁内部的应变特性和应力变化。

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        2 路桥检测技术在桥梁加固中的应用
        2.1 路桥检测技术在施工前的应用
        施工前进行路桥检测的目的是为桥梁建立质量档案。施工前的检测主要是为了评价桥梁的整体质量和安全性，把握其中存在的质量缺陷从而制定出合理的加固设计方案，根据检测结果安排合理的加固工艺以及具体的加固时间。具体的操作可以大致分为以下三个方面：①为了找到可能影响桥梁使用安全与使用寿命的质量缺陷而调查与分析桥梁现阶段存在的质量缺陷；②借助检测结果评价桥梁中存在的缺陷，桥梁施工的具体时间表则根据评价得分来确定；③必要的加固方案要根据质量缺陷的类型来确定。这种有针对性的加固方案不仅可以对加固施工周期与桥梁加固成本进行进一步压缩，还能够有效解决桥梁质量中存在的问题，一举两得。
        路桥检测技术在施工准备阶段的应用主要表现在：施工之前利用路桥检测技术对桥梁进行全面检测，进行详细的检测记录并建立质量档案，为相关人员作出桥梁加固决策提供有力依据。该过程是对桥梁的监控和质量问题的了解过程。首先对桥梁现存的质量隐患问题进行有效分析，在路桥检测技术的辅助下找到危险点并标明位置，为相关人员提供参考。对检测结果进行有效评价并确定可行的施工时间。最后根据桥梁质量问题与类型确定加固方案。在路桥施工中引起桥梁质量问题的原因很多。常见的桥梁加固策略主要有体外预应力技术、黏贴钢板技术和复合材料技术等，应对于不同类型的质量问题采取科学合理的策略，根据桥梁质量问题类型制定有针对性的加固方案十分重要。
        2.2 路桥检测技术在施工中的应用
        路桥检测在施工过程中主要是针对桥梁的发展趋势以及质量缺陷进行检测，客观评价施工方法的有效性与正确性是其主要目的。在施工中可以借助于路桥检测技术实时评价并逐步改进路桥的加固效果。路桥检测技术在施工中对桥梁质量问题作进一步检测，帮助技术人员和施工人员合理地运用施工技术对桥梁进行加固。拉应力是路桥检测技术在施工中的重要检测项目，以某市路桥工程为例，经检测，主拱圈各界面的拉应力均超过限值，如拱脚截面最大拉应力为6.16MPa（限值为5.5MPa）。对此施工人员采取加固处理。在此过程中，利用检测技术对质量问题处的走向、发展趋势等方面进行检测，使相关人员能够根据检测结果而采取合理的解决措施，确保桥梁加固工作的有效开展。传统桥梁加固施工中，采用全面的加固方式，消耗大量资金，甚至起到反作用，对桥梁加固施工带来不便。通过将路桥检测技术应用于施工实施阶段，可以为技术人员提供参考依据，使工作人员可以从发生质量问题的具体位置开展加固工作，对增强桥梁加固效果有利并节省资金。
        2.3 路桥检测技术在施工后的应用
        桥梁加固工作完成后，相关部门还要根据上述数据不断调整检测方式和养护方式，要根据上述参考数据不定期的对桥梁表面、桥梁受损情况、桥梁内部结构进行实时监控，一旦发现桥梁裂缝、渗水、钢结构变形等问题，针对性的采取加固措施，从而提高桥梁结构整体质量。某桥建成于1999年，近年来，随着该市的发展，桥梁承重量不断增加，引发了一定的损伤。本文使用粘贴钢板法加固维持，保障其后续的使用性能。拟采用粘贴钢板加固法对16mT梁的跨中、支座处腹板、横隔板等加固。加固钢板采用Q345B钢材，粘贴热轧扁钢的施工要点和主要工艺流程为：粘钢区混凝土表面处理一粘贴钢带现场配套打孔与钢板条粘贴面表处一配制环氧砂粘贴钢板条一加压固定一固化检验一钢板条表面防腐处理。加固后经检测抗弯能力提高25％以上，抗剪性能的安全储备也大幅提高，结构的安全性满足要求。
        3结语
        路桥检测技术在桥梁加固中的应用，具有重要作用，有利于推动我国路桥工程的可持续发展进程。目前，该项技术在桥梁加固施工准备阶段、实施阶段、竣工阶段有诸多应用，既降低经济成本，又延长桥梁使用寿命，应在全国范围内实施推广。对此，有关人员应加强对路桥检测技术的深入研究，使该技术在桥梁加固中可充分发挥更为积极的作用。
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        [3]陈俊.探究检测对路桥工程质量的影响因素[J].居舍，2020（11）：106.