橋梁無損檢測技術(shù)
2015-04-08
0引言
隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，公路橋梁作為公路工程的重要組成部分，其使用過程的平穩(wěn)性和安全性是公路交通的關(guān)鍵。近年來，我國的橋梁建設(shè)水平逐步提高，橋梁的建設(shè)質(zhì)量也得到了充分的保障。但是在長期的自然環(huán)境和荷載作用下，橋梁的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件會產(chǎn)生一定的損壞現(xiàn)象。公路橋梁的檢測工作是橋梁養(yǎng)護和維修的重要依據(jù)，也是保證橋梁正常使用的基本前提。橋梁的無損檢測技術(shù)可以在不影響橋梁結(jié)構(gòu)和構(gòu)件性能的前提下，對橋梁的損傷情況和運營狀況進行診斷和評估，從而為橋梁養(yǎng)護與維修方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。
無損檢測技術(shù)特點及內(nèi)容
橋梁無損檢測技術(shù)一般指在不影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用或結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的基礎(chǔ)上，采用非破壞性手段，通過檢測橋梁的某些物理指標(biāo)以來判定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能是否發(fā)生改變的檢測方法 相比較于其它的一些常規(guī)檢測方法，無損檢測技術(shù)具有一下特點和優(yōu)勢
(1) 屬于非破壞性試驗，對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力( 正常使用) 性能不產(chǎn)生任何影響
(2) 可經(jīng)行全方位檢測，無需二次修復(fù)處理，檢測方法經(jīng)濟實用，快捷方便
(3) 可對混凝土構(gòu)件內(nèi)外部缺陷( 孔洞開裂碳化和鋼筋銹蝕等) 進行全面檢測
(4) 可用于大型建筑或使用年限已很長的危險建筑進行檢測和鑒定
(5) 檢測儀器簡單，易操作
橋梁無損檢測的常規(guī)內(nèi)容有: 混凝土的強度局部缺陷( 孔洞開裂等) 檢測; 內(nèi)部鋼筋的數(shù)量位置保護層碳化及鋼筋銹蝕情況的檢測; 混凝土裂縫開展情況及其它耐久性指標(biāo)檢測; 橋梁結(jié)構(gòu)變形的常規(guī)性檢測.
無損檢測技術(shù)
傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)得到了較大的發(fā)展,目前已有光纖傳感檢測技術(shù)、超聲檢測、探底雷達檢測技術(shù)、聲發(fā)射、紅外檢測、聲發(fā)射、等。
光纖傳感檢測技術(shù)
此項技術(shù)通過利用光纖對某些物理量的特殊敏感性，將不可度量的外部物理量轉(zhuǎn)化成可以直接進行測量的光纖信號技術(shù)。光纖應(yīng)檢測技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有不受環(huán)境因素的限制，絕緣耐高壓耐腐蝕，能在各種復(fù)雜的環(huán)境下良好運行，還 具 有 體 積 小，重 量輕，可做成任意形狀的傳感器陣列精 度 高實 用 性 強 等 優(yōu)點，但是價格因素一直是困擾此項技術(shù)高速發(fā)展的絆腳石。光纖傳感器主要用于:橋梁結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)測、既有橋梁結(jié)構(gòu)的工作性狀監(jiān)測、服役時間較長的橋梁結(jié)構(gòu)的損傷檢測。
超聲波檢測技術(shù)
原理：① 超聲脈沖波在混凝土中遇到缺陷時產(chǎn)生繞射，可根據(jù)聲時及聲程的變化，判別和算缺陷的大??；② 超聲脈沖波在缺陷界面產(chǎn)生散射和反射，到達接收換能器的聲波能量(波幅)顯著減小可根據(jù)波幅變化的程度判斷缺陷的性質(zhì)和大??；③ 超聲脈沖波中各頻率成份在缺陷界面衰減程度不同，接收信號的頻率明顯降低，可根據(jù)接收信號主頻或頻率譜的變化分析判別缺陷情況；④ 超聲脈沖波通過缺陷時，部分聲波會產(chǎn)生路徑和相位變化，不同路徑或不同相位的聲波疊加后，造成接收信號波形畸變，可參考畸變波形分析判斷缺陷。
此項技術(shù)應(yīng)用瞬間應(yīng)力波原理為技術(shù)依托，通過在結(jié)構(gòu)便面使用器物發(fā)生瞬間的機械撞擊以產(chǎn)生低頻率應(yīng)力波，并記錄傳導(dǎo)至結(jié)構(gòu)內(nèi)部，經(jīng)斷點或接觸面反射回來的低頻波然后通過對記錄的波進行分析，可以較為準(zhǔn)確的知道結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否產(chǎn)生損傷，或者損傷的位置，甚至可以大體得知結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的大小等信息 由于是通過電波來檢測，因此超聲波檢測技術(shù)一般用于橋梁結(jié)構(gòu)的梁板柱及光管混凝土的內(nèi)部裂縫檢測和維護。
探底雷達檢測技術(shù)
探底雷達技術(shù)是利用高頻的電磁脈沖波通過寬頻帶脈沖的形式作用到檢測體，根據(jù)波在傳導(dǎo)過程中所遇介質(zhì)的不同，對回收波進行分析研究的一種新型檢測方法它不僅能準(zhǔn)確定位損傷的形狀 深度和大小，而且由于操作方面，可以進行大面積區(qū)域的檢測。 此項技術(shù)目前主要用于橋梁面層厚度，基礎(chǔ)密實度，含水量和擋土墻的損傷缺陷檢測。
聲發(fā)射( AcousticEmission, 簡稱AE)
通常橋梁的結(jié)構(gòu)在受到長期荷載作用后，容易發(fā)生類似于塑性變形、裂縫等破壞性損傷。這種損傷會不同程度的釋放出聲波能量，根據(jù)這種現(xiàn)象研制的聲反射檢測器，可以有效的對處于荷載狀態(tài)下的橋梁材料進行監(jiān)測和預(yù)警； AE技術(shù)是根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波來判斷內(nèi)部損傷程度的一種新型動態(tài)無損檢測方法。它可以在構(gòu)件或材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷或潛在缺陷處于運動變化的過程中進行檢測。
紅外熱像儀檢測技術(shù)
紅外熱像儀可以用于橋面各類病害的檢測工作，它是利用紅外攝像機所生成的橋面溫度圖像，來測定混凝土裂層上的熱點。混凝土層面上如果存在裂層，這種較薄的充滿空氣的裂層對溫度起到了絕熱的作用，就會使其上的混凝土溫度快速上升。通過紅外熱像儀便可把熱點的紅外輻射轉(zhuǎn)化成圖像，從而直觀地觀察到橋面的溫度分布，達到混凝土內(nèi)部和表面結(jié)構(gòu)的檢測目的。紅外熱像儀具有檢測速度快、穩(wěn)定性高、輕巧靈便等特點。
結(jié)論
無損檢測技術(shù)在橋梁的養(yǎng)護、維修和改造上，發(fā)揮了不可忽視的重要作用。雖然我國橋梁的無損檢測技術(shù)取得了一定的成果，但大多的技術(shù)都是由國外引進，要進一步的推廣還需要時間。我們必須結(jié)合我國國情不斷的對技術(shù)進行開發(fā)和創(chuàng)新，使無損檢測技術(shù)在我國有更大的發(fā)展空間，也為我國的橋梁工程質(zhì)量提供技術(shù)保證。
參考文獻
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