摘要：无损检测又称为无损探伤，即在不对检测对象造成损害的前提下，通过使用射线、超声等方法，观察检测对象的各项性能、参数是否存在异常。钢结构桥梁工程中，钢材由于承载压力、使用年限等因素的影响，容易出现不同程度的裂缝，并且会随着时间的增长逐渐发育，不利于钢构桥梁的整体安全。因此，必须要在桥梁工程建设和后期使用期间，定期进行无损检测，达到“防患于未然”的防控效果。本文对无损检测技术的原理和应用范围进行了阐述，随后结合钢构桥梁工程监测方法，探讨了无损检测技术的在刚构桥工程中的运用，以期为同类工程检测提供指导与借鉴。
关键词：钢构桥梁检测；无损检测技术；技术应用
1无损检测技术的概述
1.1无损检测的原理
无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小、位置、性质和数量等信息。与破坏性检测相比，无损检测有以下特点：一是具有非破坏性，因为它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能；二是具有全面性，由于检测是非破坏性，因此必要时可对被检测对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测办不到的。
1.2钢结构桥梁工程中无损检测的内容
通过肉眼观察的方式，看桥梁钢构件的表面是否有油漆剥落，或是起皮、锈蚀等问题，尤其是在一些积累了大量灰尘的部位，还应当扫除灰尘仔细观察；检测钢构件是否有明显的扭曲、穿孔缺陷，尤其是在杆件接头处或是钢材相互交叉部位，容易因为应力过于集中而出现裂损；检测钢材焊接部位是否有锈蚀或明显的焊接缝等用水平仪测量杆件的平直度，一般来说要求杆件最大弯曲度不得超过杆件总长度的1‰，弯曲度过大则影响结构安全；铆钉头、螺丝等也是容易出现锈蚀的地方，此外如果螺丝拧得过紧，后期钢材疲劳度上升，容易将钢材孔撑裂，也需要进行重点检测。
2钢结构桥梁的现行检测方法
2.1在役钢结构桥梁检测
对于已经投入使用一定年限的钢构桥梁，由于车辆行驶过程中产生振动、桥梁基础不均匀沉降等因素的影响，桥梁钢结构不可避免会出现一些质量问题，例如老化、裂纹等。由于桥梁中使用的钢材数量较多，加上这些裂纹非常细小，如果不能及时检测发现并采取有效的解决措施，将会对桥梁使用安全产生严重的威胁。因此，在钢构桥梁服役期间，需要定期进行无损检测，及时消除安全隐患。在役钢构桥梁检测的方法主要以磁粉探伤检测和着色渗透液检测为主。检测时，技术人员首先观察桥梁钢材表面是否有油漆脱落、锈蚀等现象，发现此类现象，则利用砂纸将油漆、铁锈擦除，然后采用上述无损检测技术进行进一步的确定。
2.2在建钢结构桥梁检测
对于正在建设中的钢构桥梁，裂纹主要集中在焊缝或应力集中部位。在建钢构裂纹一方面是所用钢材本身质量不合格，自带裂缝；另一方面是施工操作不当引发的裂缝。主要的无损检测手段以超声波检测和X射线检测为主。实际施工时，应当选择桥梁主体工程施工结束后，统一进行桥梁钢结构的无损检测，避免后续施工产生新的裂缝。以X射线检测为例，利用X射线发射机对桥梁钢材的主体结构、钢材焊接处、钢材交叉部位等分别进行扫射，然后对比图像。X射线检测具有灵敏度高、检测结果准确的优点，但是出于安全保护等方面考虑，因此应用具有局限性。超声波检测在现阶段钢结构桥梁无损检测中应用比较广泛。
3钢构桥梁无损检测技术
3.1磁粉检测技术
铁磁性材料被磁化后，如果表面有裂纹会导致磁场的连续性受到破坏。此时在被磁化的钢材表面均匀地撒上一层磁粉，在漏磁场的影响下会产生磁力线变形。通过肉眼观察可以明显发现漏磁部位，进而确定钢材出现裂纹的位置、形状和大小。磁粉检测技术的操作相对简便，而且环境适应性强，在钢构桥梁工程检测中有广泛应用。但是磁粉检测技术也有其应用的局限性，例如桥梁工程中部分材料为奥氏体不锈钢，此外还有铝合金等材料，由于这些金属材料不能被磁化，因此也就无法进行磁粉检测。另外，像一些倾斜角超过30°的钢构件，即便是被磁化，撒上磁粉后也容易产生磁粉堆积，不利于发现裂缝。
3.2渗透检测技术
将检测对象表面的灰尘、铁锈、油泥清理干净，然后用刷子或喷雾器在零件表面涂上一层荧光染料或其他着色染料。如果检测对象表面有裂缝，那么染料就会渗入到裂纹中。一段时间后，将表面的荧光染料除去，在利用特定的光源（多为紫外线光）照射，此时裂纹处由于积累了荧光染料，会在照射下显现出明显的颜色，从而确定出现裂纹的部位、形状和大小。渗透检测的优点在于检测对象具有广泛性，无论是磁性材料还是非磁性材料，都可以通过这种方式进行无损检测。同时，操作比较简单，成本较低。但是渗透检测不能明确裂缝的深度，只能进行定性评价，因此检测结果的实际利用价值有限。
3.3射线检测技术
钢构桥梁工程中主要以X射线和γ射线为主，这两种射线都可以穿透金属材料，并且在特定的胶片上产生感光作用。当射线扫过检测材料时，如果材料表面有裂缝，裂缝会吸收一定的射线，从而导致胶片感光程度不一致。在完成扫描后，观察胶片就可以明确地发现存在裂缝的部位。射线检测技术的应用优势在与检测灵敏度高，是现阶段常用无损检测技术中灵敏度最高的一种。同时，射线检测还能够生成例题图像，因此也可以根据图像全面地了解裂缝的位置、大小、形状和深度，方便技术人员采取相应的措施。但是射线检测的费用较高，对设备依赖性较强，因此应用范围方面有一定的局限性。射线检测的原理如图1所示。
3.4超声波检测技术
使用无损检测技术进行检测时需要相应的辅助措施才能够保证检测的准确性。其中，超声波检测是目前使用最为广泛的一种辅助技术，其基本工作原理是在桥梁结构空隙处，借助瞬间应力波确定相应的检测数据。实际上超声波检测技术就是利用器械之间的碰撞声音确定检测的信息，在道路桥梁撞击的过程中会产生低频应力波，可据此直接确定工程内部是否存在问题。当应力波在断面位置进行传输时受不均匀传输介质的影响，声波会以不同的形式反射回来，因此在检测过程中通过对反射波状态的分析能够有效确定道路桥梁工程的空隙位置，从而提高检测工作的针对性。通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，对其特定应用性进行评价的技术。超声波检测的优势在于可以检测一些高厚度的钢材，并且对裂缝定位精准。同时，超声波检测的仪器设备较少，且携带方便，在桥梁等立体工程中有应用优势。但是，超声波检测技术只适用于性状规则的材料，对于性状多变、交叉或弯曲材料，在实际检测时其检测精度会受到影响。超声波检测原理如图2所示。
4结语
对于钢结构桥梁来说，任何一处微小的裂缝如果任其发育，都有可能造成钢构件的变形甚至是断裂，进而影响桥梁主体结构的安全，定期做好裂纹检测非常重要。无损检测技术既可以达到裂纹检测的目的，又不会对桥梁钢构件造成损害，是桥梁工程中不可或缺的一种技术手段。根据桥梁工程的具体需要，合理选择无损检测技术，以最低的成本、最快的速度，完成无损检测任务，从而确保钢构桥梁工程的安全。
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论文作者:陈卫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
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