无损检测技术在道桥工程中的应用探索

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年4月第12期   作者:梁薇 迟影
[导读] 随着我国基础设施建设不断完善,越来越重视城市已修建的道路桥梁工程,道路桥梁进入老化期对社会安全造成了威胁,因此对道桥工程的检测工作尤为重要。
        梁薇 迟影
        营口港工程监理咨询有限公司  115007
        摘要:随着我国基础设施建设不断完善,越来越重视城市已修建的道路桥梁工程,道路桥梁进入老化期对社会安全造成了威胁,因此对道桥工程的检测工作尤为重要。而近年来,道路检测技术不断进步,在实践中取得了很大的成绩,能够极大程度地保证工程质量。将无损检测技术应用于道桥工程中,是对人民群众生命安全进行维护的重要手段。基于此,本文简述何为无损检测技术,并对无损检测技术在道桥工程中的应用展开探讨。
        关键词:无损检测技术;道桥工程;道路桥梁工程
        前言:现阶段,城市道路桥梁修建工程非常多,建设项目的工艺越来越复杂,对道路桥梁的养护工作越来越重视,由于长时期的超负荷交通发展导致质量问题,会造成桥梁倒塌的危险,一旦出现这一重大问题会影响社会安全稳定,只有定期对道桥质量进行检测才能保证其结构安全。主要应用的无损检测技术有超声波检测技术、光纤传感检测技术以及探地雷达检测技术,其广泛应用提高了检测精准性。
一、无损检测技术相关概述
(一)简述无损检测技术
        无损检测技术,从字面上理解就是没有破坏性的检测方法,在不破坏物质结构、化学性质的前提下进行检测的一种方法,对工程的特征进行科学检查、测量并且通过敲击、听声两种方式,辨别桥梁工程是否存在裂缝,该技术应用于道桥工程中的检测效果极佳。其传统的检测方法存在一定问题与弊端,由于自身技术的局限性,无法准确判断位置。而新型的无损检测技术,可以通过科学技术将最终的诊断结果控制在一定范围内,能够准确地判断工程缺陷、裂缝的实际位置,并且通过技术数据推断该问题带来的后果。工程一旦出现裂缝、缺陷时,科学合理地改进施工工艺,在保证质量的基础上减少施工成本,整体提高工程质量,保证工程满足最基本的安全要求。
(二)无损检测技术的特点
        在道桥工程中应用的无损检测技术是通过物理方式对道桥结构进行检测的,其应用的主要特点是安全性、无损性,不会对检测物质造成损伤,目前应用在道桥工程中的检测技术主要有超声波检测、光纤传感检测技术、探地雷达检测技术三种。其应用于实际检测中的特点有以下几点:其一,运用物理方法进行结构性能的检测,检测设备以超声波、光纤技术为主,其材质具有很强的安全性与稳定性,不会对结构中的稳定介质造成影响。其二,超声波、光纤的传播速度快,可以及时提供准确的检测数据,能够很大程度上提高检测效率。其三,无损检测方法具有很高的环保安全性,对环境与人体没有任何伤害,并且运用的检测设备耗能较小,如果规范进行操作,能够保障检测过程中的环保效能与对人体的安全性。
二、无损检测技术在道桥工程中的具体应用  
(一)超声波的应用
超声波技术主要应用于道桥工程中对灌浆管道空隙位置的检测,其应用的原理是瞬间应力波,使用简短撞击的方式使机械产生低频率的应力波,并且传输至结构内部,再通过结构中的断裂面将波反射回来,从而监控工程质量的状态。在这整个过程中,是利用反射波的形态从冲击断裂面与其他时间的波中所产生的瞬间共振来判断结构中发生裂缝的位置,并用信号记录下来。实际的超声波主要应用于道桥工程中对梁、板、桩等综合检测维修工作,如果检测真实存在空隙状态,需要立即采取灌浆的措施进行修补,从而提高管道的完整性。


        超声波技术的具体操作方法是,对钢管混凝土中的钢管、混凝土以及混凝土内部发生脱节时,用超声波进行检测,将超声波换能器直接放置在对穿法检测中,使超声波位于钢管混凝土内的传播时间为绕钢管壁半周长传播时间。当钢管中混凝土的结构是紧实状态,与钢管之间的黏性极佳时,运用对穿法超声波检测的方法,最终接收的信号可沿混凝土径向传播,同时绕钢管壁半周长传播时,时间很长,返回来的信号波可以叠加至首波中,因此可以检测混凝土的质量。但该项技术有很多提升与改进的地方,比如在管道与相邻管道之间的检测结果不准确,受到的影响因素较多;管道中部分位置如果有蜂窝体,会出现进水的现象,从而影响结果的准确性;超声波的检测对混凝土管道的检测准确性相对高一些,如果是其他材料支撑的钢管结构会对结果产生很大影响;该方法在检测道路路基实性的方面还需进一步改善与提升[1]。
(二)光纤传感检测技术的应用
光纤是对物理量较敏感的一种物质,利用光纤传感技术进行测量是衡量一个国家信息化程度的重要标志。从20世纪70年代直至今天,光纤传感技术已历经30多年的发展历程,其技术有很大的进步与扩展,该技术被广泛应用于各个行业,研制成功的光纤传感器涉及军事、航空、能源环保、一眼卫生、建筑等多个领域。其中应用于道桥工程中的检测,主要是对桥梁进行测量,通过检测预应力连续混凝土梁内部应力与桥梁钢索的索力,对桥梁的特性有所了解并检测其安全性。无损检测技术的结合突破了许多限制,在传统的传感器中运用该技术主要是通过电量作为基础,将电信号进行转换,这个传输过程会很大程度受环境等因素影响,如果环境湿度大的情况很可能会短路,如果是高温环境有可能引发火灾。而当前结合无损检测技术的光纤传感技术,能够以光信号为主要传播载体,光纤的材质是石英玻璃,是一种绝缘性的介质,耐高温、耐腐蚀,即使在易燃易爆的环境中使用也具有很好的稳定性[2]。
光纤重量轻、体积小,可以做成任意的传感器阵列,通过大量的研究发现,将其应用于桥梁检测中具有理论依据,并且取得很好的效果,利用光纤传感技术进行的无损检测具有很好的实用性,且精准度极高,能够对桥梁的安全性进行诊断,具有很优越的性能,但其应用成本极其昂贵,很难在我国的桥梁检测工作中进行大范围推广。
(三)探地雷达的应用
探地雷达是近些年研究出的一种新型地下探测手段,通过利用天线发射或接收到的高频电磁波去探测介质内部的物质特性,是一种无损探测技术,也是一种物理探测方法,与传统的常规地下探测方法比,其具有速度快、分辨率高、操作方便等优势,在工程领域中的应用非常广泛。
在道桥工程中的应用实践中,运用探地雷达可将高频的电磁脉冲波发射至地下,传输的过程中会遇到许多不同的介质,并将信号反射回地面,根据发射与接收的数据可以判断道桥工程建设的大致概况,该项技术的应用有利于对道桥工程质量的了解。一般发生的高频电磁脉冲波在10-1000MH左右,部分波的能量返回回地面,所探到数据是来自低下介质交界而弹回来的反射波,将雷达数据记录下来。其主要应用在对道路面层厚度的探测,对道路基层的空洞地与含水量高的位置进行病害检测,还可对道路的材质、裂缝、桥梁结构进行检测。对于探地雷达的应用,由于其技术性较高,需要相关技术人员、实操人员对雷达的性能有充分了解,分析人员有较高的技术水平,为了提高其检测的准确性,还需要大量的实测数据进行比对,是工程实践的基础技术。
        结论:综上所述,无损检测技术是道桥工程中最基础的应用技术,是检测道路、桥梁结构健康指数的一个有效工具,随着多年技术的不断研发与改进,在道桥工程中其应用取得了很大成就。能够有效了解道桥施工的大致情况,对工程质量起到一定检测作用,但在具体应用中还存在许多不足应及时采取修补措施,加强无损检测技术的应用,及时发现并采取补救措施,最大程度保证工程结构的可靠性与稳定性,从而提高道桥工程的整体安全性能。
参考文献:
[1]张帅.无损检测技术在道路桥梁检测中的应用研究[J].交通世界,2021(18):134-135+151.
[2]杨明.无损检测技术在道桥工程中的应用及趋势[J].交通世界,2018(12):36-37.
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