關(guān)于道橋無損檢測的研究
2015-06-23
1.前言
隨著我國大規(guī)模的交通建設(shè)，一些已建的高等級道路以及一些大型的橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)的使用安全性問題也顯得日益突出，為此，為無損檢測技術(shù)的發(fā)展提供了很好的發(fā)展市場，同時也為無損檢測技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求。因此，無損檢測技術(shù)的研究與開發(fā)具有廣闊的前景。
2.無損檢測技術(shù)的特點
無損檢測技術(shù)是指在不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的前提下，通過測定某些適當(dāng)?shù)奈锢砹縼砼袛嘟Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件某些性能是否發(fā)生改變的檢測方法。無損檢測技術(shù)是多學(xué)科緊密結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)物，現(xiàn)代材料學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)的發(fā)展為無損檢測技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)，而現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機科學(xué)的發(fā)展又為無損檢測技術(shù)提供了現(xiàn)代化的測試工具。
3.無損檢測技術(shù)在道橋檢測中的應(yīng)用
3.1超聲波儀器檢測混凝土灌注樁
超聲脈沖波在混凝土中傳播速度的快慢，與混凝土的密實程度有直接關(guān)系，對于原材料、配合比、齡期及測試距離一定的混凝土來說，聲速高則混凝土密實，相反則混凝土不密實。當(dāng)有空洞或裂縫存在時， 便破壞了混凝土的整體性， 超聲脈沖波只能繞過空洞或裂縫傳播到接收換能器， 因此傳播的路程增大，測得的聲時必然偏長或聲速降低。根據(jù)上述原理，即可對樁身混凝 土的完整性、內(nèi)部缺陷性質(zhì)、位置以及樁混凝土總體均勻性等級等做出判斷。超聲波透射法檢測鉆孔灌注樁很好的運用了電子信息技術(shù)，使它為工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)， 能直觀而準(zhǔn)確地檢測出樁身混凝土的內(nèi)部缺陷，是當(dāng)前混凝土灌注樁檢測技術(shù)的重要方法。
3.2核子密度儀測定實壓度
核子密度儀是利用同位素放射原理實時檢測土工建筑材料的密度和濕度的電子儀器。 該儀器中的讀數(shù)顯示設(shè)備（如液晶顯示器、脈沖計數(shù)器、數(shù)率表或直接讀數(shù)表）很好的運用了電子信息技術(shù)。核子密度儀通常安裝有一個密封的10毫居里的銫 137 伽瑪源和一個密封的 50毫居里的镅 241/ 鈹中子源，儀器中還安裝有密度和濕度兩種射線探測器，分別與伽瑪源和中子源共同對被測材料的密度和濕度進(jìn)行測量。
本儀器適用于以散射法或直接透射法測定路基或路面材料的密度和含水量，并計算施工壓實度，在施工質(zhì)量的現(xiàn)場快速評定中廣泛應(yīng)用。
3.3平整度儀器檢測路面平整度
路面平整度測量儀采用了微處理和大規(guī)模集成電路技術(shù)，該儀器的整機集成度和系統(tǒng)工作的可靠性，使整機系統(tǒng)的各項性能穩(wěn)定，內(nèi)部采用單 CPU 結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)顯示、打印、計算、 通信、采集數(shù)據(jù)等功能；采用中斷方式采樣數(shù)據(jù)，因而可連續(xù)進(jìn)行測量，而不中斷。一起自動計算距離，每測1000個點內(nèi)存時，采樣間距取0.1米，則可連續(xù)測25公里。
3.4道橋裂縫的無損檢測與監(jiān)測技術(shù)
3.4.1超聲波檢測
超聲波法用于非破損檢測，就是以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息的一種方法，目前超聲法己應(yīng)用于醫(yī)療診斷、鋼材探傷、魚群探測等許多領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域里，由于組成顆粒小密度大，密度分部也很均勻，所以聲波能很好地傳播，對其內(nèi)部缺陷及其位置等都能準(zhǔn)確地檢測出來。掌握混凝土表面產(chǎn)生的裂縫深度，對耐久性診斷和研究修補加固對策有重要意義。測定裂縫深度，基本上都是將發(fā)射探頭和接收探頭，布置在混凝土同一面上的裂縫附近，但由于所選用的波形種類（縱波、橫波及表面波）和聲學(xué)參數(shù)（聲速、頻率、相位等）的不同，已有許多種具體方法。
3.4.2沖擊彈性波法
一般把彈性體內(nèi)傳播的波總稱為彈性波，用人工發(fā)射彈性波到彈性體內(nèi)，探測彈性體內(nèi)的狀態(tài)，是廣義的彈性波探測法。沖擊彈性波法與超聲波法的原理是一樣的，但遠(yuǎn)比超聲波測定的裂縫深度深，沖擊彈性波法只能檢測擴展方向與表面成直角，沒有分支的單純裂縫。
3.4.3聲發(fā)射檢測法
聲發(fā)射檢測法也是利用彈性波進(jìn)行聲學(xué)檢測的具體檢測方法檢測裂縫，和其他方法最大的不同是只能檢測正在發(fā)生的裂縫，不能檢測已發(fā)生的舊裂縫，對正在發(fā)生的裂縫可檢測裂縫發(fā)生的位置（聲發(fā)射源定位），裂縫的大小，擴展情況和種類，以及裂縫的深度等。
3.4.4 攝影檢測法攝影檢測法主要用作調(diào)查混凝土表面的裂縫攝影法包括普通照相機、錄象機、放射線、紅外線攝影等進(jìn)行檢測。
3.4.5傳感儀器監(jiān)測利用埋設(shè)在混凝土中的儀器進(jìn)行裂縫監(jiān)測，常規(guī)技術(shù)是利用卡爾遜式或弦式測縫計，其控制范圍僅0.12-1，屬點式檢測，由于裂縫出現(xiàn)的空間隨機性，因此往往漏檢，為了及時無遺漏地監(jiān)測裂縫，必須實施大范圍的、連續(xù)、分布式監(jiān)測，即所謂全分布監(jiān)測。
3.4.6針對混凝土裂縫檢測的特點，研制出基于光時域反射技術(shù)的光纖裂縫傳感網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的分布檢測，凡裂縫與光纖傳感網(wǎng)絡(luò)相交，均可感知，并可定寬、定位、定向。
4.促進(jìn)與改善道橋無損檢測的思路方法對策
4.1依靠現(xiàn)代科技對行業(yè)檢測技術(shù)進(jìn)行突破
我國現(xiàn)有的道橋無損檢測技術(shù)大多首先是從國外引進(jìn)，因此其價格都比較貴，在我國進(jìn)行大范圍的運用推廣在技術(shù)上以及經(jīng)濟(jì)上存在一定的難度。針對該情況，為使該技術(shù)能在我國得到廣泛地推廣應(yīng)用，必須在掌握該類檢測技術(shù)的同時盡可能地根據(jù)我國國情進(jìn)行自主的技術(shù)創(chuàng)新，依靠現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究，使我國的行業(yè)檢測技術(shù)在國際行業(yè)檢測技術(shù)上有所突破。
4.2完善行業(yè)檢測的內(nèi)容
道路工程是由點、線、面所組成呈帶狀分布的系統(tǒng)工程，它涉及的內(nèi)容比較多、范圍比較廣?？梢岳脵z測設(shè)備對橋梁的橋面結(jié)構(gòu)、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)、鋼橋結(jié)構(gòu)、橋梁的下部結(jié)構(gòu)、道路路基路面結(jié)構(gòu)、擋土墻結(jié)構(gòu)以及橋梁地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等道橋工程多方面地進(jìn)行全方位的檢測，從而不僅使行業(yè)的檢測技術(shù)領(lǐng)域得到發(fā)展，而且使行業(yè)檢測的內(nèi)容也得以完整與補充。
4.3加強行業(yè)隊伍的建設(shè)
為促進(jìn)我國行業(yè)檢測技術(shù)水平的提高，很有必要加強行業(yè)檢測隊伍的建設(shè)，如高校設(shè)置行業(yè)檢測專業(yè)、對從事行業(yè)檢測的技術(shù)人員要時常進(jìn)行專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)、相應(yīng)地建立行業(yè)檢測技術(shù)規(guī)范以及檢測技術(shù)評定標(biāo)準(zhǔn)等。只有這樣才能使我國的行業(yè)檢測隊伍不斷地走向規(guī)范化。
5.結(jié)語
無損檢測技術(shù)是多學(xué)科綜合的一門應(yīng)用技術(shù)，是建立在基礎(chǔ)學(xué)科的基礎(chǔ)之上的，因此要使該項技術(shù)得以快速發(fā)展，必須首先加強各相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的研究，只有從基礎(chǔ)理論中不斷吸收養(yǎng)分，無損檢測技術(shù)才能不斷完善和發(fā)展。在無損檢測技術(shù)的研究中，應(yīng)善于把基礎(chǔ)理論與工程實踐結(jié)合起來，建立起理論研究與工程應(yīng)用聯(lián)系的橋梁，這樣才能完善現(xiàn)有的方法。
