摘要：目前工程中常用的无损检测方法都是通过一定的技术手段直接获得桥梁结构的承载力、应力应变、位移、混凝土裂缝的长度、宽度，钢筋的锈蚀程度等特征参数，对参数进行数据分析得到桥梁结构损伤程度及位置，据此判断桥梁安全程度，确定维修方案。
关键词：桥梁结构；无损检测技术
1超声波检测技术
超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波。超声波检测是通过人工的方法在工程材料或结构中激发一定的弹性波，使弹性波在材料和结构中进行传播并由接收器对波进行接收，受材料和结构力学参数及缺陷的影响，接收到的弹性波信号会发生变化，通过对记录下来的弹性波信号进行分析可以确定结构缺陷的位置。我国应用超声波检测开始于岩土工程，主要用波速法测量岩石的抗压强度与判断岩石的性质，超声波检测以其简单快速方便的特点逐渐被扩大应用，其在桥梁无损检测中的作用也越来越重要。超声波检测技术在桥梁检测中主要应用于桥梁的桩基完整性检测。超声波检测方法可分为回波法和透射法两种形式，回波法一般应用于均匀介质的检测，如金属等结构；透射法则在非均匀的混凝土与钢筋等材料组成的桩基中应用较多。利用透射法检测桥梁桩基的原理为在桥梁桩基工程施工阶段，在混凝土桩基内事先预埋检测管作为超声波法的检测通道，并在检测管内灌注足量的清水作为试验检测的耦合剂，然后将超声波检测设备的超声波发射探头与接收探头置于声测管的两侧，超声波检测设备所发出的超声波脉冲在经过需要检测的桩基后，由接收器接收，进而得到超声波脉冲经过桩基的时间、超声波穿过后的波幅、超声波的主频率、超声波波形以及频谱等一系列的参数。在超声波传播过程中，当遇到多种孔洞或混凝土内部不连续界面，超声波会发生散射、投射和反射使声波能量衰弱，这些结果都将反映到测试记录中，通过对测试结果的整理与分析，可以相应求得缺陷的性质及空间位置。超声波法的原理与桩基检测的常用方法-低应变法的原理有很多相似，都是利用波遇障碍物后发生反射或透射后通过对记录波形的分析得出缺陷位置。但是超声波法在使用时需要在被检测桩基内预埋检测管，而低应变法则不需要，但预埋检测管后的桩基也可以采用低应变法进行检测，只是检测结果可能会受到一定程度的影响。工程实践中一般对于40米及以上的桩基采用超声波法进行检测，40米以内的桩基则多采用低应变法检测。超声波检测技术是一种安全而无风险的技术，应用起来方便简单，并且具有很高的准确性，可以确定桥梁桩基缺陷的具体位置，应用较广。但是超声波的灵敏性也使它特别容易受到其他影响因素的干扰，使检测数据的准确性有所降低。当所要检测的桥面中有预埋管道时，对检测数据的准确性有很大影响，特别是当管道中存在积水或管道较密集时，对检测的准确性影响最大。
2探地雷达技术
探地雷达，简称GPR，是利用高频电磁波以脉冲形式，通过发射天线被定向送入目标体，电磁波在目标体传播过程中，如果遇到存在电性差异的目标体，例如空洞、钢筋等，将发生反射，并由接收天线接收。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对所接收的雷达波进行分析和处理，推断目标体的空间位置、结构、几何形态等内容，实现探测目标物的目的。早在20世纪初期，探地雷达就已经开始被人们研究和使用，最早的探地雷达技术主要应用于地下结构及金属物质的探测，到20世纪中期，应用领域已经扩大到冰层、矿物质和地下管道的检测等领域。探地雷达技术在公路、铁路和桥梁质量检测方面的应用也从21世纪开始日趋完善。在桥梁结构无损检测中，探地雷达可以主要应用于桥墩及桥跨结构内部构造的检测，包括钢筋的位置及布置方式，混凝土浇筑过程中产生的空洞位置，混凝土内部裂缝和不密实区域，以及混凝土的保护层厚度等，这些因素对桥梁结构的承载力及安全性等有极大影响。探地雷达技术在桥梁检测的应用过程中除了仪器的操作，最主要的步骤就是对所测雷达回波数据的处理。由于混凝土介质的物性和几何性质的不均一性，波形和波幅将发生较大的变化，介质的非均匀、反射面的不光滑等引起的辐射效率、散射变化及绕射变化，使实际记录的雷达剖面图像变的非常复杂，所以在应用中需要通过一定的数据处理方法，来提高数据解释精度。自探地雷达技术发展以来，其数据的处理方法也在发展和变化，比较常用的数据处理方法有常规滤波法，去除一些低频失真的滤波；时间增益法，对信号进行增益补偿，提高准确度；偏移处理法，消除雷达图像的畸变；小波分析法，压制噪声干扰，保留有效成分。目前，探地雷达的数值模拟算法在图像分析中应用较广，吴丰收在其博士论文中对数值模拟算法的发展现状进行了介绍，并对高阶时间域有限差分法的探地雷达数值模拟进行了深入分析，在此基础上对混凝土探测中的探地雷达数值模拟进行了研究。探地雷达技术是发展较早且相对比较完善的无损检测技术，它有较高地检测精度，基本不会受检测场地的限制，且检测速度较快。但是该技术的应用成本较高，花费较大，受设备的影响不能在潮湿和低温的环境中工作，所以相对来说该技术在桥梁结构无损检测中应用较少。
结束语
桥梁结构健康检测一直是桥梁工程的重点内容，常用的桥梁无损检测方法虽然已经得到很大的完善和提高，应用起来更加方便，但是，受到每种方法检测范围的限制，不能够一次性得到桥梁结构的整体健康情况。随着现代新技术的发展，更好的无损检测方法将被人们所发现，而大数据在桥梁结构检测方面的应用就是一个新的发展方向，在借鉴常规无损检测方法的同时完善新方法，相信在桥梁无损检测中又有一片新天地。
参考文献
[1]吴向男,徐岳,梁鹏,李斌.桥梁结构损伤识别研究现状与展望[J].长安大学学报(自然科学版),2013,33(6):50.
[2]郭健.大型桥梁健康监测系统及损伤识别理论[M].北京：人民交通出版社,15-29.
[3]陈庆东.超声波检测技术[J].城市道桥与防洪,2010,10:190-192.
[4]陈王剑.超声波法在桥梁桩基检测中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2014,2:104-105.
个人简介:曹锋，男，身份证号：610629198401242314，生于1984年，工程师。主要研究方向：公路施工、公路路线设计
论文作者:曹锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/16
标签：超声波论文; 桥梁论文; 桩基论文; 结构论文; 混凝土论文; 检测技术论文; 技术论文; 《基层建设》2017年5期论文;