道路桥梁检测中无损检测技术的应用 李孝国

发表时间:2021/7/12   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:李孝国
[导读] 近年来,随着我国道路交通事业的快速发展,推动了国内道路桥梁工程建设的不断发展与道路桥梁工程质量的不断提升。

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        摘要:近年来,随着我国道路交通事业的快速发展,推动了国内道路桥梁工程建设的不断发展与道路桥梁工程质量的不断提升。其中,工程检测是进行工程质量控制的有效手段,受道路桥梁工程建设发展及其工程技术水平不断提升的影响,进行道路桥梁检测应用的技术手段也越来越多样化,其检测应用的效果也越来越显著。
        关键词:道路桥梁检测;无损检测技术;应用


        引言
        加强检测正在使用的道路和桥梁是了解道路和桥梁运行状态的有效方式,也是获取道路和桥梁养护所需参考数据的有效途径。合理运用无损检测技术可以最大限度地减少检测对道路和桥梁结构的破坏。
        1桥梁桩基检测的主要病害问题分析
        现阶段,我国的道路桥梁施工中,根据其受力作用不同进行划分,主要包含摩擦桩和端承桩等不同的桩基类型,并且随着我国道路桥梁工程规模的不断扩大以及桩基深度不断增加,导致桩基施工中所应用的技术水平及其桩基承载力也明显提升,对桥梁结构安全及其工程质量的影响日益突出。桥梁桩基检测中,所存在的主要病害问题包括桥梁桩基缩径以及离析、沉渣、接桩、夹层断桩等。其中,桥梁桩基的缩径问题主要表现为:桥梁桩基施工中,因机械设备以及施工人员、工程地层特性等原因影响,导致桩基成孔后进行灌注的混凝土前桩的直径,与原有的设计桩径相比出现缩小变化,使其单桩截面积不符合桥梁桩基施工的具体要求,从而表现出桩基承载力不足等问题,严重影响了桥梁桩基的结构安全和质量。而桥梁桩基的离析问题则是指混凝土灌注施工期间,由于混凝土搅拌不够均匀,导致混凝土凝固后的强度不足,因此,对桥梁桩基的结构强度产生影响,使其不符合有关技术要求和质量标准。桥梁桩基检测中存在的接桩问题主要是指进行预制桩的接桩处理中,未能将其接头位置进行清理干净、并确保焊接的质量和效果,或者是未严格按照有关要求进行冷却处理等,都会导致接桩部位出现开裂或脱开等,对桥梁桩基质量产生影响。此外,桥梁桩基的检测中,还存在有桩基夹层以及断桩、沉渣等问题,比如,在桩基施工期间,由于其泥浆比重较大或者是出现塌孔后清孔不彻底等,都会造成桥梁桩基的沉渣过厚等问题,对其桩基质量产生不利影响;而桥梁桩基的夹层与断桩等问题,则主要表现为桩基施工中由于施工人员的技术和经验不足,导致对混凝土的施工和应用不合理,引起混凝土灌注桩的连续性无法保证,从而发生断桩或夹层等情况,危害桥梁桩基的质量和结构安全。
        2道路桥梁检测过程中无损检测技术的优势
        2.1成熟的技术支持
        (1)虽然和传统检测手段相比,无损检测技术成本更高,操作难度更大,但是考虑到道路和桥梁工程安全性要求很高,结构一旦破坏难以修复,同时传统检测需要人工判定检测区域,很容易遗漏检测区域。而无损检测不但对道路和桥梁结构几乎没有影响,还可以覆盖所有检测区域,及时找到潜在的结构缺陷,是道路和桥梁结构预防性养护工作中理想的结构检测方式。(2)对道路和桥梁结构进行无损检测主要是为了弄清结构的稳定性、承载能力、刚度以及沉降等性能参数是否满足设计要求。道路和桥梁结构检测工作非常复杂,检测结果受到施工方法、道路和桥梁使用状态、周围环境等多种因素的影响,如何消除外部因素的影响,始终是无损检测技术研究的主要问题之一。(3)为最大限度地提高检测结果的准确性和可靠性,应首先合理选用无损检测技术。其次,确保无损检测操作人员具有良好的专业能力,以确保道路和桥梁无损检测在复杂环境下高效开展。
        2.2无损性
        (1)无损检测重点在无损,在整个检测过程中对结构无损坏是无损检测技术的最大优势,其他传统检测技术均无法达到无损,这就构成了普及应用无损检测技术的坚实基础。(2)为了提高道路和桥梁结构的预防性维修质量,可以借助无损检测技术尽早发现道路和桥梁结构的病害。(3)无损检测技术虽然本身成本较高,但基本上无须其他的配套检测措施,长远看来具有良好的经济效益。而且无损检测技术可以显著缩短结构检测持续时间,从而大大提高结构检测效率。



        3道路桥梁工程无损检测技术的使用
        3.1超声波检测技术
        道路桥梁工程中对于超声波检测技术的使用主要是借助应力波原理检测道路桥梁工程内部存在的空隙。这种检测技术通过较为急促的机械撞击获得低频应力,进而将超声波传导至道路桥梁工程内部,随后从道桥断裂面发射回来。这种检测技术需要道路桥梁工程断裂面,冲击面和多个面的波形回合,对其实施共振,不但能够测定结构完整性还可以确定内部空隙位置。比如,通过超声波可以分析道路桥梁工程内桥梁钢管和混凝土之间的脱空状况。设置超声波换能器的时候应采取对穿法进行检测,使超声波在钢管混凝土中的传播时间设为ta,与绕钢管壁半周长传播时间为tb,这时钢管混凝土中的传播时间和绕钢管壁半周长传播时间关系为tb=π*Va*ta/2Vb。其中,Va,Vb属于两种传播速度,结合两种传播时间的关系式,假如钢管混凝土内部较为密实,同时混凝土与钢管之间的胶结完好,那么这时在使用超声波对其进行检测的时候,其接收信号可以沿着钢管混凝土径向传播。因为绕钢管壁其半周长传播的时间较长,可以在初次超声波传播后叠加。超声波无损检测技术适用于道路桥梁工程中的梁、板、柱检测的,从而更好地分析管道内部空隙,及时对其进行修补,提升道路桥梁工程的稳定性。但是超声波检测技术还具有一定的弊端,在实际检测过程中容易对周围管道产生影响,因此在未来使用过程中还需对该技术进行完善。
        3.2探地雷达检测技术
        道路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。在道路工程中应用的时候,探地雷达检测技术可以针对道路厚度,基层和含水量进行检测。另外,与探地雷达特点相融合,还可以在道路材质,裂缝湿度与桥梁结构等检测中使用。
        3.3图像及光线传感检测技术
        道路桥梁工程中无损检测技术图像检测可以分为激光全息图像和红外成像两种技术,激光全息凸显股技术可以获取较为精确的力学量,借助全息摄像设备记录道路桥梁的结构特点,随后进行图像结果总结与分析,进而获得力学量。而红外成像检测技术则是以道路桥梁材料和特性为关键点进行热传导判断,使其以图像的形式呈现出来。光线传感器检测主要是以光特点为主,借助光的反射展示出其应有的特点。在光线的实际传导环节会存在一定的损失,这时就会导致实际检测可以结合矢量变化实施,需要光线纤维内部某个环节产生改变,导致其射光密度存在差异。通过对比多个反射光对比合理把控道桥内部结构改变。多层反射传感器检测主要是借助光速不变形测量将其从传感器发出,使其到达反射装置及时返回。多层反射传感器上部存在的反射镜可以在道路桥梁工程适合的部位安装,使其检测误差不大于0.15mm。
        结语
        无损检测技术在道路和桥梁结构检测中的应用研究是一个相对较新的领域,为了解决无损检测技术在实践应用中存在的问题,需要进一步探索其应用技术和应用领域。同时,结合无损检测技术未来的发展趋势,提出无损检测技术应该与传统检测技术联合应用的观点,以实现多种检测方法的优势互补,从而进一步提高道路和桥梁结构检测的准确性和检测效率。

        参考文献:
        [1]曹祥保.无损检测技术在混凝土钢筋检测中的应用研究[J].四川水泥,2021(02):28-29.
        [2]赵劲彪,冯超,居龙,等.法兰螺柱原位超声无损检测技术研究[J].现代机械,2021(01):25-27.

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