無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用
2015-09-22
引言
我國的公路橋梁檢測技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測方法已經(jīng)不能對(duì)公路橋梁的情況作出準(zhǔn)確的檢測和判斷，無損檢測技術(shù)正是在這樣的背景下發(fā)展起來的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步改變了傳統(tǒng)檢測的公路橋梁檢測的現(xiàn)狀，使得公路橋梁的檢測更精準(zhǔn)安全，實(shí)現(xiàn)了檢測技術(shù)由有損檢測到無損檢測的轉(zhuǎn)變，為公路起來建設(shè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，所以檢測時(shí)要加強(qiáng)運(yùn)用。
一、無損檢測技術(shù)簡介
無損檢測技術(shù)就是指在對(duì)結(jié)構(gòu)與主體不產(chǎn)生影響的前提下，通過某種物理方法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行確定，從而判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生性能改變，能夠達(dá)到使用要求。無損檢測技術(shù)基本與最前沿的科學(xué)技術(shù)相關(guān)，借助科技的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)實(shí)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。道橋工程中的無損檢測技術(shù)主要是為了在不影響正常運(yùn)營使用的前提下完成對(duì)質(zhì)量的檢測，應(yīng)用了機(jī)械力學(xué)、材料力學(xué)與物理學(xué)等技術(shù)，同時(shí)是對(duì)電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。
二、橋梁樁基的無損檢測技術(shù)
?。ㄒ唬┞暡o損檢測
聲波無損檢測主要是利用在混凝土結(jié)構(gòu)聲學(xué)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其主要檢測樁基的完整性。其主要對(duì)在撞擊中傳播的應(yīng)力波進(jìn)行分析，如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值保持不變，如果應(yīng)力波在樁基中均勻傳播，則表明樁基的完整性比較好。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值發(fā)生變化，則表明沿樁基在長度方向上存在缺陷。同時(shí)，在樁基存在缺陷部位應(yīng)力波將發(fā)生突變，從而使得應(yīng)力波發(fā)生透射波、反射波或者散射波等現(xiàn)象。由于，無損檢測對(duì)樁基不產(chǎn)生破壞，所以特別適用于橋梁工程的樁基完整性的檢測工程中。
?。ǘ└邞?yīng)變檢測
這種檢測手法應(yīng)用的時(shí)間已經(jīng)相當(dāng)長，它主要是對(duì)樁的豎向抗壓承載能力與設(shè)計(jì)要求是否相符進(jìn)行判定。使用這種方法對(duì)樁身的預(yù)制樁接頭以及水平整合型的具體縫隙等各種缺陷進(jìn)行判定時(shí)，能查明其是否能夠?qū)ωQ向抗壓的具體承載能力產(chǎn)生影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)缺陷的程度進(jìn)行合理判定。這種方法已經(jīng)普遍應(yīng)用于一些地區(qū)。就目前情況來看，國內(nèi)外運(yùn)用的高應(yīng)變法的測試與結(jié)果分析的主要基礎(chǔ)還是一維桿撥動(dòng)的相關(guān)理論，沒有將樁和土之間互相作用的相關(guān)機(jī)理考慮在內(nèi)，因此，在對(duì)承載力進(jìn)行測試時(shí)，運(yùn)用這種方法有一定程度的局限性。
?。ㄈ┑蛻?yīng)變法
這種方法主要是對(duì)樁身的完整性進(jìn)行檢測。很多缺陷或者是質(zhì)量事故都在流水處或者是底層的變化處發(fā)生，底層的變化會(huì)導(dǎo)致反射波的產(chǎn)生從而影響波形，所以要對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行查看，了解施工的具體記錄，從而確定缺陷的具體位置。定量分析軟件能幫助我們判定基樁缺陷的具體程度，雖然這一軟件有一定的不足之處，但是它對(duì)應(yīng)力波在樁身進(jìn)行傳播的具體過程進(jìn)行了分析，只要保證樁周選擇合理的土參數(shù)，就能起到一定的效果。在運(yùn)用低應(yīng)變法進(jìn)行檢測時(shí)，不斷缺陷屬于什么樣的類型，其共同的表現(xiàn)就是樁的阻抗減小，不能區(qū)分缺陷性質(zhì)。
1.低應(yīng)變動(dòng)測法的適用范圍介紹
公路橋梁工程樁基低應(yīng)變動(dòng)測法的適用范圍對(duì)測量影響是十分巨大的，其中公路橋梁工程樁基測土阻力是主要因素，測土阻力包括兩個(gè)部分:動(dòng)土阻力和靜土阻力，后者是主要影響因素，其特點(diǎn)可以概括如下:(1)消減反射波峰值；(2)加快應(yīng)變力衰減；(3)動(dòng)土阻力波的產(chǎn)生限制了可測樁基的長度。
通過總結(jié)實(shí)際公路橋梁工程樁基施工過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在公路橋梁工程樁基中采用低應(yīng)變動(dòng)測法對(duì)公公路橋梁工程樁基進(jìn)行檢測時(shí)，公路橋梁工程樁基的長度通常在5～50m的范圍之間，公路橋梁工程樁基的半徑一般需小于0．9m，盡管一些長度大于50m的公路橋梁工程樁基仍能夠獲得樁底的應(yīng)力波信號(hào)，然而因公路橋梁工程樁基的承載力較大，公路橋梁工程樁基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不夠準(zhǔn)確，同時(shí)也會(huì)受到公路橋梁工程當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的影響。
2.低應(yīng)變動(dòng)測試過程分析
低應(yīng)變動(dòng)測試過程中，測量人員為了提高公路橋梁工程樁基測量結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性，要特別注意以下幾點(diǎn):選取測量點(diǎn)和錘擊點(diǎn)、安裝傳感器等。
（1）選取測試點(diǎn)。測試點(diǎn)的選取應(yīng)該以公路橋梁工程樁基直徑為選取依據(jù)，選取原則要保證公路橋梁工程樁基測試點(diǎn)滿足實(shí)際測量的需求，通常情況下，公路橋梁工程樁基直徑不小于0．15m，基樁測量點(diǎn)的選取應(yīng)該大于5個(gè)，而且要保證和鋼筋籠的間距在15cm以上，選取的方式要保證公路橋梁工程樁基測量點(diǎn)均勻，打磨處理應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)真，保證后續(xù)公路橋梁工程樁基施工正常進(jìn)行。
?。?）選取錘擊點(diǎn)。公路橋梁工程樁基檢測過程中的錘擊點(diǎn)適宜點(diǎn)為相距傳感器20～30cm的位置，如果錘擊點(diǎn)與傳感器間距離太近，錘擊的沖擊力可能對(duì)傳感器造成干擾，而若錘擊點(diǎn)與傳感器間距離太遠(yuǎn)，就可能有橫波的影響產(chǎn)生波形震動(dòng)現(xiàn)象，這將無法準(zhǔn)確反映公路橋梁工程樁基的狀況。所以錘擊點(diǎn)和傳感器位置選取的好壞直接決定著公路橋梁工程樁基檢測效果，可以聘請(qǐng)公路橋梁工程樁基檢測專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行測量檢測，保證公路橋梁工程樁基檢測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
?。?）傳感器的安置。按照公路橋梁工程樁基測試點(diǎn)的選取情況來確定傳感器的安裝，粘貼方式是最為常用的安裝公路橋梁工程樁基檢測傳感器的方法，因此這就要求在公路橋梁工程樁基的頂部干燥的時(shí)候，比較常用的粘貼劑包括:橡皮泥、黃油、石蠟、等，粘貼層的厚度應(yīng)該適中，避免過厚造成公路橋梁工程樁基檢測傳感器應(yīng)力波接收不準(zhǔn)確的情況。
三、加強(qiáng)無損檢測技術(shù)在橋梁中應(yīng)用的措施
（一）加強(qiáng)無損檢測技術(shù)的創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是將無損檢測技術(shù)充分運(yùn)用到公路橋梁檢測中的首要前提。因?yàn)楣窐蛄航ㄔO(shè)技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)公路橋梁結(jié)構(gòu)、用材等的變化，使得檢測的難度加大，現(xiàn)有的檢測方法不一定都能完成相應(yīng)的檢測工作，所以需要新的測量方法才能有效的完成，所以將加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新尤為重要。例如引進(jìn)國外先進(jìn)的檢測技術(shù)、建立實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)研究、對(duì)現(xiàn)有檢測技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、結(jié)合公路橋梁檢測的實(shí)際進(jìn)行相關(guān)研究等都是加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新的有效方式。
?。ǘ┨岣呦嚓P(guān)檢測人員的素質(zhì)
在公路橋梁的檢測中，經(jīng)常要用到各種儀器設(shè)備和各種檢測技術(shù)，而且使用這些儀器設(shè)備和技術(shù)的要求很高，因此需要相關(guān)工作人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)，才能順利的完成檢測的任務(wù)。提高相關(guān)工作人員的素質(zhì)可以進(jìn)行崗前培訓(xùn)、定期組織員工學(xué)習(xí)無損檢測技術(shù)的各種知識(shí)、開展無損檢測技術(shù)知識(shí)的講座、錄用專業(yè)的高水平的相關(guān)人才等。只有這樣才能為公路橋梁檢測的順利進(jìn)行提供更多的人員基礎(chǔ)，最終取良好的測量效果。
結(jié)束語
隨著我國交通業(yè)的不斷發(fā)展，已建成的道路橋梁的檢測成為維修、維護(hù)的重要依據(jù)，通過正確有效的檢測技術(shù)應(yīng)用，管理者能夠更加明確地了解道路與橋梁目前的運(yùn)營狀況，從而形成科學(xué)決策，另外檢測技術(shù)還對(duì)道路與橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生正反饋的影響，不斷提高。無損檢測技術(shù)是對(duì)道路橋梁進(jìn)行無損傷性的檢測，能夠保證交通正常進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不受干擾。我國目前要不斷加強(qiáng)無損檢測技術(shù)的研發(fā)與人員培養(yǎng)，不斷進(jìn)行技術(shù)推廣試驗(yàn)，提高適用性，通過技術(shù)與管理雙重作用，實(shí)現(xiàn)道路與橋梁的質(zhì)量保證。
