无损检测技术在道路桥梁工程中的应用论文_马鹏飞

无损检测技术在道路桥梁工程中的应用论文_马鹏飞

中石化胜利建设工程有限公司 山东东营 257091

摘要:随着我国基层道路桥梁的不断发展,促进了相关的检测技术不断改进和创新,无损检测技术是目前较先进的,在道路桥梁的维修养护和改造上起到重要作用的一项技术,目前道路桥梁面临着桥梁老化、交通运输任务量持续增加等更多的问题和需求,此项技术可以在对道路桥梁结构不造成破坏的情况下进行运用,在检测工作中的重要性日益突出。本文就此进行了深入的分析和探讨。

关键词:无损检测;道路;桥梁工程;

引言:检测技术在,道路桥梁工程质量管理中起到重要的作用,也是保障工程质量和使用安全的必不可少的技术手段,检测技术随着计算机技术、自动化技术以及微机技术的不断发展,也得到了长足的进步,其中无损检测技术可以有效地实现在不造成桥梁结构损坏的情况下,对桥梁的施工质量及使用安全进行检测,具有极大的应用优势和应用前景。

一、技术概述

(一)突破传统技术

在施工项目的质量管理过程中,通常采用钻孔取样的传统方式进行相关检测,通过对样品的分析,研究得到相关的技术参数,这样的检测方式存在着不少的问题,首先取样数据不具有整体性,代表的只是取样点附近的相关质量数据,而无法对整个工程的施工性能进行判断和协调,常常会对一些特殊因素造成的影响予以忽视;这种取样的检测方法还会对损坏施工项目,这些极小的损伤随着使用时间的增加会逐年加重,最后成为项目中的安全隐患。通常需要确定工程使用状况以及对项目中存在的安全隐患进行排查时,才会使用检测手段,但是传统的检测手段不仅得不到准确的检测数据,还会造成和加重工程项目的损坏,因此传统技术也面临着突破和改进,这便成为了无损检测技术成功突破实现的契机。使先进的检测技术不仅能够对项目工程内部情况进行整体性的检测,还具有效果好,速度快,同时不需要损坏桥梁项目本身的质量,使检测技术得到了极大的提升。

(二)无损检测技术

在对工程的结构和质量不造成损坏的情况下,对其内部特征、外观状况等进行测量和检查的相关技术被统称为无损检测,其中包括判别施工项目中是否存在有裂缝,传统的检测方式无法对裂缝的位置进行准确的判断,检测质量造成了极大的影响,而先进的检测技术可以准确地对缺陷所在的位置进行判定,同时不会影响其设计性能;另外还可以针对施工质量,按照相关的质量验收标准进行严格合理化控制,使其在性能要求的合理范围内,不会出现质量过剩的情况。如果检测发现工程余量内存在裂缝等工程缺陷,可以通过调整施工工艺或是对其进行修补等作业予以解决,因此通过这种先进的检测技术能够有效的地对施工质量需求予以满足,同时使施工效率得以提升,还能使工程造价得到合理化地降低。

(三)无损检测技术的特点

此先进检测技术在进行具体部件的检测以及整体结构的判断中,对道路桥梁局部和整体功能进行保护,并最终对施工项目中存在的问题进行确定。随着现在科学技术的不断发展,检测技术也融合了许多高新电子技术、计算机技术,这也使其检测水平以及应用水平都得到了极大的发展,同时对其检测方法、检测设备也提出了更高的要求。其应用特点主要有:对检测对象的部件和性能不会造成损坏和影响,具有相当的便捷性;其适用的范围较广,相关技术人员在实施检测时可直接将检测设备和工具放在检测的对象部件上;具有较强的操作灵活性;其检测结果不受检测对象的影响,保证其精确性和有效性;对同一部件可以进行反复检测,从而使检测数据更为真实可靠。

二、技术应用的意义

目前随着我国的基础设施建设的快速发展以及不断深入,关系到交通运输命脉的道路桥梁的重要性也日益凸显,其施工质量不仅直接关系着项目的安全性,也对人民的生命财产安全造成了影响。在施工过程中,存在着大量对质量造成影响的内外部因素,比如地质水文、环境条件,以及相关的施工工艺、技术等,并具有施工量大、施工线长以及投资大等施工特点,在任何一个环节出现质量问题都会严重影响整个工程的施工水平和质量,甚至会造成不必要的经济损失和安全隐患,因此对项目加强质量检测显得尤为重要。目前对于工程的质量保障体系主要由施工企业自检、社会监理以及政府监督三位一体构成,整个保障体系应将检测技术作为管理和控制的核心,加强对其的重视,建立符合相应施工要求的检测实验室,对工程质量进行检测,不仅为工程的顺利实施提供保障,同时在竣工验收环节也提供相应的技术支持,对施工质量的合理评定,可以通过对施工环节中运用的各种材料以及工件等进行试验检测取得。工程质量以及使用寿命的提高,不仅需要合理的项目设计作为保障,同时还需要按照相关的施工技术参数、施工材料验收标准等严格执行验收,对项目质量和安全予以保证。

(一)建设质量的保障

在工程质量的严格把控以及安全性要求中,是先进检测技术具有极强的优势。首先通过科技的手段,在使项目现状遭到破坏的前提下,对其建筑质量和安全性能进行检测;通过检测,可以对存在安全质量问题的缺陷位置进行确认,使相关建设人员可以快速地进行检修和修补,从而在人力、物力方面的投入得到了大大地节省。施工项目中的先进检测技术的运用,因其专业性优势,使施工项目的质量和安全性得到了保障和提高,同时还对各个环节的施工技术予以了突破,通过实时检测,不仅可以及时发现项目中存在的质量和安全问题,同时还能有效的对建设成本予以节约,使施工效率得以提高,也保证了企业的经济效益[1]。

(二)问题解决速度的提高

施工项目存在着工期长的特点,对于施工企业来说,施工工期延长就意味着,经济效益的损失,如果质量和安全要最终检测中不能达到验收标准,还会出现重新建设的情况,这必然会对企业造成经济损失。通过新检测技术的应用可以突破传统技术中存在的局限性,使工程项目中存在的质量安全问题能够快速及时地得到解决。能够准确对缺陷位置进行判断这一优势,有效的缩短了查找的时间,提高了检修和完善的效率,另外对于建筑项目本身,此先进的检测技术也有效减少了对其造成的二次损害,起到了一定的保护作用,也避免了在后期维修中产生不必要的维修成本。此先进的检测技术因其具备的安全性、准确性优势可以有效的对施工工期进行缩短,对施工新技术、新工艺以及新材料的推广起到促进作用,并对材料的充分利用予以保证,有助于施工成本的减少,也能对项目的使用寿命予以保障,使其经济价值得以提高,对建筑项目有着非常重要的作用和意义。如果在施工项目中对检测工作予以忽视,将给整个施工项目带来严重的安全隐患。

三、检测的应用对象

(一)缺陷

及先进检测技术主要针对的检测对象之一为施工项目内部的缺陷,主要是指结构运用性能以及承载力因材料质量的不可靠性以及随时发生的性能参数变化,所产生较大规模和范围的影响区域,因此建设施工项目具有复杂多变的特性,对相应的技术检测也提出了更高的要求,存在的内在缺陷也具有多样性,包括裂缝、空洞以及断层等[2]。在施工质量符合相关的设计标准以及达到规定的路面强度的情况下,其内部仍有可能存在着各种缺陷,会对结构的承载能力造成影响,因其承载能力降低而影响项目整体结构的耐久性。在进行此类缺陷检测时,需要先对缺陷的大小以及性质进行检测调查,对工程内部的安全隐患进行排除,针对缺陷及时采用相应的解决方案予以处理。

(二)强度

使先进的检测技术还应用于混凝土结构强度的检测中,在项目施工过程中,通过技术的运用,对混凝土的实际强度进行检测。因为施工项目的质量会受到各种不同的外部因素和意外事故的影响,因此通过此检测方式,确定混凝土结构的强度,进而作为最终工程验收以及材料性能合格评价的有效依据;另外通过对混凝土强度的持续性检测,可以对工程中的强度状况进行实际掌握,并及时进行相关的作业。同时此检测方式也是施工质量控制过程中能起到辅助作用的有效手段。对于一些已经投入使用的道路桥梁,应受到自然环境、使用时间等因素的影响,无法满足现在的交通运输需求,项目结构内部也因自然条件、施工等原因出现了不同程度的损伤,可以通过此先进检测技术的应用,对结构的实际强度进行检测和判断,作为改建和加固的基础数据性依据[3]。

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随着现代施工项目结构的日益复杂化,对其性能的要求也日益增高,此先进检测技术,除了用于以上两方面的检测之外,还可以对碳化深度、保护层厚度等与项目相关的其他性能进行检测。

四、实践应用

(一)频谱分析

此类分析技术主要通过对检测对象在不同介质中的所表现出来的波频特性进行分析,从而得出相应的检测结果。比如通过将一个瞬间的垂直冲击力施加在结构表面,会产生一组以振源为中心,具有不同频率的瑞雷波面,采用这种方式,针对不同位置进行冲击,可以得到不同的波面信号,这些信号将传输到相应位置上安装的传感器,经过对这些信号的频率分析和检测,从而得到在不同深度下分层介质的力学参数。与传统的检测方式相比较,它具有检测频率高、速度快的优势,可对各分层之间的接触情况和介质厚度的均匀性进行检测。

(二)图像分析

通过红外线成像技术原理的利用,以及激光全息图像技术对项目的内部缺陷进行检查和判断。由分子所组成的各种物质,因分子的运动和变化而不断释放出热量,所释放的能量也与物质结构不同而有所差异,因此可以从路面温度的分布情况,来对缺陷进行判断。同时通过对从专业设备上获得全息图进行分析和计算,能够对内部缺陷的类型以及所在的位置进行准确的判断[4]。

(三)超声分析

声波检测是通过一种对人耳无法识别的高频率声波进行检测的方式。在实际检测过程中,先在相应的检测位置进行声波的发射,然后声波接收装置将接收到相关的信息参数,进一步判断其结构内部的缺陷情况。传感器设置在介质中的不同位置上,对一定范围内声波的利用速度、传播时间、位移和时间的关系进行测量,对波速进行计算,对材料的有关参数进行测定,可以通过介质与速度之间的相关参数关系进行,比如抗压强度、弹性模量、抗折强度等都可以用于内部的缺陷以及材料的检测。

(四)激光分析

技术主要利用光电反射、光时差、衍射等应用原理对路面情况进行监测。其中激光在传输过程中,当遇到狭缝的时候会出现衍射的反映,通过调整狭缝的宽度可以得到不同的衍射图像,从而建立起图像与宽度之间的变化关系,利用这种变化关系,对结构中实际狭缝的变化进行相关地分析;利用光电流强度和激光强度之间的关系进行检验分析,光能通过光电转换器转换为电能,其转换的电能信号也随着激光强弱的变化而发生变化,对光电流位移关系是先进行标定,通过相应的检测数据,对弯沉位移变化进行计算;结构内部的均匀性通过,通过激光在短距离中的传输速度,并对其时差进行分析和记录来进行判断。

(五)探地雷达检测

此检测技术通过向结构内部发射高频的电池脉冲波,在遇到不同的电解质交界面时,会对部分脉冲进行反射,相应的检测设备将重新接收被反射回来的脉冲信号,从而对内部状况进行分析和判断,主要应用于对裂缝、结构以及桩基础等的检测工作。它具有检测准确、精度高的特点,无论缺陷的深度、大小和形状如何,都能够在不破坏内部结构的前提下进行精确地检测,同时检测方便、快捷,周围环境不会对其工作造成影响[5]。此技术还可对地下介质的分布进行研究,通过利用反射波的波幅以及到达时间地面的时间来进行分析判别,有较高的准确性,因此应用优势充分地在项目浅层以及超深层的检测工作中予以发挥。

(六)4GPS三维位移检测

此检测技术是利用卫星的实时站点来予以实施,首先在桥梁上均匀地设置监测点,同时还需对GPS的基准站进行相应的设置,通过计算机运用和配合,便能对桥梁实现检测和实时监测。在检测过程中,先由各监测站发送相关的信号数据,基准站根据数据进行计算,得出差分数据,同时具体的坐标数据将传输到计算机系统内,进行下一步的分析和计算。

五、使用存在的问题

(一)超声波

此检测技术借助于瞬间应力波对结构物体进行实时检测,通过在相应位置上施加短促的撞击,对结构内部应力波传播中所产生的变化进行检测,当引力波遇到不均匀的介质或者断裂面时会被反射回来,如果遇到断裂面或冲击面的应力波较多,形成的瞬间能实现对内部结构完整性的检测。在此技术应用的过程中也存在着一些不够完善的方面,主要有来自于外部环境,比如空气水对检测数据产生的影响;相邻管道等对结果产生的影响;另外材料管道等也会对数据的准确性造成影响,因此在实际运用中,要对项目的密实性进行充分的考虑,并针对技术的运用进行更深入的研究。

(二)光纤传感

检测技术通过光纤传感器将外部物理量进行转换,并对转换后的光信号进行检测。这实际检测过程中,此检测技术可以对连续检测予以有效保障,对结构内部的应变特性以及应力变化实现有效地监督,自动化检测能力也予以提高。不过在目前的情况下,这种先进的技术在资金投入方面较大,适用性的要求较高,因此在应用推广方面存在着一定的困难。

六、应用前景和完善措施

目前对于此检测技术仍然在不断的研究开发和创新,需要不断的拓展其应用范围,并对其技术工人存在的问题予以解决,其中相关的应用目标有如下:对桥梁结构变形通过全球定位系统的运用进行精准的测量;对车辆超载问题通TRIP传感器进行实时监测;利用强迫振动响应实现对结构的评估;斜拉索拉力检测可通过激光振动计实现;结构的各类裂缝通过微波技术进行更深入的探测。随着对此项新检测技术的不断研究和完善,使其检测精度和检测水平得到突破性的发展。

(一)完善检测的措施

对于桥梁的日常养护工作,检测也是其中重要的关键环节,能够科学评定其结构状况的重要依据。要想最终实现养护工作的目标和要求,首先需要对定期和年度检查计划进行详细的安排和制定;通过相关的检测结果,对项目的病害类型及其程度进行确定,根据此实际情况,制定出相应的维修、改造以及养护方案;对检测的数据要进行及时详细地采集,并做好相应的记录;对相关的检测技术人员要定期进行专业技术培训和综合素质培训;对检测评定标准和检测规范要进行严格的制定。

结束语

目前我国的道路桥梁建设普遍存在着交通任务量大、桥梁使用年限较长、负载超重等状况,这便使检测技术成为了施工项目质量和安全的重要保障。随着桥梁建设的不断发展,检测技术也在不断的革新和完善,其中目前较先进的检测技术便是无损检测,此检测技术不仅在施工质量和安全保障方面起到了至关重要的作用,同时也利于成本控制和效益提升。为了实现和发挥其最大功能,需要各方面对检测技术予以高度重视,另外在技术检测人员的综合素质方面也应予以提高,对控制体系进行严格管理,使检测技术水平得以提升,从而加大其推广应用的范围,促进技术的持续发展。

参考文献:

[1]孟显成.无损检测技术在道路桥梁工程中的应用研究[J].智库时代,2017(14):168-169.

[2]段勇震.浅议无损检测技术在道路桥梁工程中的应用[J].城市建筑,2016(23):266-266.

[3]杨剑,秦绪勇.道路桥梁工程中无损检测技术的应用[J].低碳世界,2017(25):229-230.

[4]李兰波.道路桥梁工程中无损检测技术的应用[J].交通世界,2018,483(33):136-137.

[5]曾国强.无损检测技术在公路桥梁中的应用[J].江西建材,2012(2):182-183.

论文作者:马鹏飞

论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期

论文发表时间:2019/7/1

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