淺述道路和橋梁工程檢測(cè)技術(shù)
2016-03-23
1目前道路橋梁在使用中常出現(xiàn)的問題
道路橋梁在使用過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致道路橋梁的安全性遭到破壞。目前道路橋梁病害原因大致有以下幾種：
第一是缺乏科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致不明確的工程施工規(guī)劃；第二是在道路橋梁試運(yùn)行期間或者試運(yùn)行以后，道路橋梁出現(xiàn)比較嚴(yán)重的病害，從而在很大程度上影響道路橋梁的承載能力；第三是道路橋梁在施工過程中，沒有按照規(guī)范進(jìn)行，導(dǎo)致施工質(zhì)量較差，使工程完工時(shí)沒有達(dá)到工程預(yù)先的設(shè)計(jì)要求；第四是有些橋梁在施工建設(shè)時(shí)的施工質(zhì)量比較好，在試運(yùn)行期間也達(dá)到了良好的狀態(tài)要求，但是在運(yùn)行一段時(shí)間以后橋梁的承載能力達(dá)不到要求。
2道路橋梁外觀病害的分析方法
2.1根據(jù)部位逐一進(jìn)行檢測(cè)
道路和橋梁的結(jié)構(gòu)可以分為上部和下部,和其余的附屬結(jié)構(gòu)。 鑒于不同的結(jié)構(gòu)部位有不同的受力特征， 不同部位也會(huì)發(fā)生具有一些共性的病害， 對(duì)于出現(xiàn)的非常規(guī)病害， 檢測(cè)人員要仔細(xì)研究其病害發(fā)生原因， 同時(shí)按照不同部位發(fā)生的病害程度進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量評(píng)估， 然后更換損壞部件以維持正常運(yùn)行。
2.2根據(jù)受力特征確定檢測(cè)重點(diǎn)
通常情況下，可以根據(jù)橋梁的類型確定檢測(cè)重點(diǎn)， 這些重點(diǎn)主要集中在跨中區(qū)域的裂縫、 剪力縫、 撓度、 橋梁主梁連接部位的安全情況以及道路橋梁的外觀質(zhì)量等。
2.3對(duì)材料特性進(jìn)行檢測(cè)調(diào)查
隨著新技術(shù)、 新產(chǎn)品的不斷發(fā)展和橋梁結(jié)構(gòu)日益多樣化， 越來越多的材料和設(shè)計(jì)應(yīng)用到橋梁的結(jié)構(gòu)建設(shè)中來， 其中使用最廣的仍然是鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)。 其中鋼筋的強(qiáng)度常常是以設(shè)計(jì)施工中的相關(guān)資料為依據(jù)的， 檢測(cè)人員如果發(fā)現(xiàn)鋼筋質(zhì)量出現(xiàn)問題或者資料不明確， 在施工前要采取一定的措施進(jìn)行相關(guān)問題的材料試驗(yàn)。
2.4內(nèi)部缺陷檢測(cè)
在道路橋梁的混凝土構(gòu)架中，常常出現(xiàn)碎裂、蜂窩、分層、環(huán)境侵蝕以及鋼筋銹蝕等缺陷， 如果單單靠外觀檢測(cè)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些缺陷， 因此要借助于其他的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。 當(dāng)前常用的橋梁檢測(cè)方法有雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)、聲波檢測(cè)法以及超聲波探傷法。
2.5結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)
在完成道路橋梁進(jìn)行整體評(píng)價(jià)以后，要根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算工作， 在驗(yàn)算過程中的相關(guān)技術(shù)參數(shù)要以實(shí)際橋梁為準(zhǔn)。 驗(yàn)算完成后， 對(duì)于未達(dá)到規(guī)范要求的橋梁可以考慮重建， 對(duì)于相對(duì)可以利用的可以進(jìn)行更深一步的鑒定檢測(cè)。
2.6橋梁鋼筋銹蝕測(cè)評(píng)
由于混凝土的密實(shí)度、 碳化深度、 含水量以及保護(hù)層厚度不足或者開裂損傷等原因而導(dǎo)致鋼筋銹蝕的， 可以通過外觀檢測(cè)、敲擊檢查等簡(jiǎn)單易行的操作對(duì)鋼筋銹蝕程度進(jìn)行檢測(cè)。
2.7靜力試驗(yàn)或動(dòng)力試驗(yàn)
在詳細(xì)資料完全獲取之前，所做的驗(yàn)算結(jié)果不具備可靠的置信度， 此時(shí)檢測(cè)人員要進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)的靜力試驗(yàn)或動(dòng)力試驗(yàn)， 以進(jìn)一步確定評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的受力情況。
3道路橋梁檢測(cè)技術(shù)
3.1超聲波檢測(cè)技術(shù)
超聲法檢測(cè)道路橋梁缺陷的基本原理是利用超聲波檢測(cè)儀以及聲波換能器，測(cè)量并分析超聲脈沖在道路橋梁中的傳播速度、波幅、主頻率等參數(shù)，然后以這些參數(shù)以及相應(yīng)的變化為依據(jù)，判斷道路橋梁出現(xiàn)的缺陷。
利用超聲波檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行道路橋梁檢測(cè)時(shí)，超聲波能夠穿透混凝土結(jié)構(gòu)并在其中傳播，具有操作簡(jiǎn)單、 使用安全的優(yōu)點(diǎn)。 利用超聲儀器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)最常用的方法是穿透測(cè)試法，但是利用此方法有一個(gè)限制， 就是檢測(cè)時(shí)需要兩個(gè)相對(duì)的測(cè)試面， 如超聲檢測(cè)技術(shù)不能用于隧道混凝土結(jié)構(gòu)等。與此同時(shí)，由于超聲波檢測(cè)是聲波穿透性檢測(cè)技術(shù)，是否能夠有效捕捉其缺陷信號(hào)始終是影響其發(fā)展的關(guān)鍵問題。因此，在用超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)道路橋梁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 常常采用將多測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的方式，利用概率統(tǒng)計(jì)原理對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后對(duì)缺陷狀況進(jìn)行評(píng)估，因此超聲波檢測(cè)技術(shù)的直觀性較差，為了獲取較高的檢測(cè)精度， 需要進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)。
3.2地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)
地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)又稱探測(cè)雷達(dá)技術(shù)，是一種高精度、無損檢測(cè)、直觀、經(jīng)濟(jì)快速的高科技檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)主要通過地質(zhì)雷達(dá)向物體內(nèi)部發(fā)射高頻電磁波，然后接受由物體產(chǎn)生的相應(yīng)反射來判斷物體內(nèi)部的情況。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是一項(xiàng)精度較高的物理探測(cè)技術(shù)，主要應(yīng)用于工程地質(zhì)、地基工程、文物考古、道路橋梁以及混凝土結(jié)構(gòu)探傷等檢測(cè)領(lǐng)域。
3.3聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)
由于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻或者存在不同性質(zhì)的缺陷，局部應(yīng)力的集中會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的應(yīng)力分布，材料在產(chǎn)生裂縫、發(fā)生塑性變形以及斷裂過程中，會(huì)釋放出部分應(yīng)力，使之以應(yīng)力波的形式向四周擴(kuò)散，即為聲發(fā)射。道路橋梁中的混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生變形，當(dāng)變形超出設(shè)計(jì)要求時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂紋，以波的形式釋放能量。運(yùn)用聲發(fā)射法對(duì)道路橋梁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 將聲發(fā)射器放置在需要檢測(cè)的部位，通過檢測(cè)不同位置收到的聲波時(shí)間差，就可以明確缺陷的發(fā)生位置。運(yùn)用聲波發(fā)射法進(jìn)行檢測(cè)可以詳細(xì)、準(zhǔn)確、快速地了解橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。 在分析研究缺陷位置以后，裂紋的種類、大小、開裂速度等都可以比較詳細(xì)地分析出來。 由于此種檢測(cè)方法容易受到周圍噪聲的影響， 會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)精度的下降；另一方面，此種方法是利用道路橋梁內(nèi)部缺陷，因此可以進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
3.4沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)
沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)儀器通過機(jī)械沖擊器向被檢測(cè)物體表面發(fā)送應(yīng)力脈沖波，當(dāng)壓縮波在物體內(nèi)傳播遇到內(nèi)部缺陷時(shí)，沖擊波就不能穿透而發(fā)生反射，當(dāng)波速固定且選擇正確的沖擊器時(shí)，就可以通過測(cè)試準(zhǔn)確地測(cè)得缺陷位置，即便沒有缺陷也可以測(cè)得物體的厚度。
沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)常為單面反射測(cè)試技術(shù)，在檢測(cè)完一點(diǎn)以后就可以判斷出此處是否有損傷，因此該方法具有方便、快捷，測(cè)試結(jié)果比較直觀的優(yōu)點(diǎn)。此方法廣泛應(yīng)用于道路橋梁混凝土或者混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋等缺陷的測(cè)定。另一方面，此種方法雖然檢測(cè)簡(jiǎn)單，但屬于單點(diǎn)測(cè)量，其檢測(cè)的結(jié)果存在不全面的缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用也比較少。
3.5紅外熱像檢測(cè)技術(shù)
紅外線熱像檢測(cè)技術(shù)就是運(yùn)用紅外線熱像探測(cè)儀器檢測(cè)物體各部分發(fā)出的紅外線能量，然后根據(jù)物體表面溫度場(chǎng)分布情況，直觀地顯示物體材料及結(jié)構(gòu)上存在的不連續(xù)缺陷。紅外熱像檢測(cè)技術(shù)是非接觸性無損檢測(cè)技術(shù)。
紅外熱像檢測(cè)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）紅外熱像檢測(cè)技術(shù)的探測(cè)焦距可以從20cm到無窮遠(yuǎn)，因此更加適合具有非接觸性及大范圍性無損檢測(cè)；
2）紅外熱像探測(cè)儀只對(duì)紅外線產(chǎn)生反應(yīng)，因此只要道路橋梁的溫度高于零度，就可以用紅外熱像檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)；
3）由于紅外熱像檢測(cè)儀可以取得很高的檢測(cè)精度，其溫度分辨率可以達(dá)到0.1℃；
4）檢測(cè)模式更加靈活， 其攝像速度從1~30幀/s之間變化，既適合靜態(tài)檢測(cè)又適合動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
4結(jié)語
道路橋梁檢測(cè)已成為道路橋梁日常管理和維護(hù)的重要組成部分。要建立一套道路橋梁試驗(yàn)的檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)道路橋梁安全保障的系統(tǒng)化、智能化，不僅要求工作人員擁有豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，有效獲取每一項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)橋梁進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，及時(shí)消除安全隱患。
