无损检测技术在道路桥梁检测中的应用论文_原义健,王鑫

山东东方路桥建设总公司 山东省临沂市 276000

摘要:在当前的道路桥梁检测工作中,无损检测技术具有高度的可行性,合理应用该技术后可以准确获悉桥梁结构的质量,寻找到其中的病害部位,以所得的信息为基础,工程人员可以采取针对性治理措施,由此提升道路桥梁的整体质量,促进经济的可持续发展。鉴于此,本文主要分析无损检测技术在道路桥梁检测中的应用。

关键词:道路桥梁检测;无损检测技术;应用

1、无损检测技术

1.1 简介

无损检测(NonDestructiveTesting,简称NDT)是现代检测技术中最为突出的一门技术,具体是指在不损害被检测对象使用性能和内部组织结构的条件下,借助现代化的技术与设备器材,对被检测对象内部及表面的结构、性质、状态、数量、形状、位置等进行检查及测试的方法。可以说,无损检测技术能够反映出一个国家的工业发展水平。

无损检测对于工程测量的意义在于,其是工程技术管理工作中至关重要的一环。在工程施工或者竣工验收时,无损检测能够对工程的环节进行质量检测,及时发现道桥中存在的问题,并找出具体的位置。为后续工作人员的处理提供重要参考,避免了工程中不必要的成本,能够较大程度上提高工程质量,且延长道路桥梁工程的寿命,为人们的出行提供一个安全的道路环境。同时,无损检测对于新技术、新材料和新工艺在道桥上的应用也具有较强的推动力,从而促进我国的道路桥梁工程向更高质量迈进。

1.2 特点

(1)无破坏性。无损检测主要是利用被测对象的热、声、光等本身所具有的特性,对于被测对象不会造成破坏;(2)互容性。即检验方法的互容性,同一被测对象可以同时或依次进行不同的无损检测,主要由于无损检测的无破坏性;(3)动态性。利用无损检测不仅可以测量静态的对象,且还可以对正在使用的对象进行相关技术的试验。

2、道路桥梁无损检测的主要方法

2.1 机敏混凝土检测法

从施工材料这一角度考虑,道路桥梁工程密切依赖于混凝土材料,它是贯穿于整个工程的必要基础。在进行无损检测时,应具有针对性地对混凝土质量展开深入检测,关于实际无损检测示意图可见图1。以无损检测技术为基本依托,在此基础上对检测方法进行持续优化,由此得出机敏混凝土检测法。就当前的发展状况而言,机敏检测法已经充分具备了无损检测的基本特点,所带来的检测失误率也相对更低,因此可以显著提升道路桥梁的检测质量。以碳纤维作为基本对象,对其进行短切或是加入适量的纳米粒子,基于上述方式可以显著优化混凝土的原有结构,无论是密实性还是力学性能均得到了良好的提升。

图1 混凝土的无损检测

2.2 电化学检测方法

经济的发展对道路桥梁质量提出了更高的要求,为了满足经济发展的基本需求,道路桥梁工程也正在大规模开展,与此同时与之相关的质量检测工作也越来越重要。基于电化学检测法对道路质量进行检测时,其充分利用了半电池电位法的基本特性,此时可以深入了解混凝土的碳化深度,由此进一步得知桥梁的腐蚀程度,在此基础上对桥梁质量进行综合性评定。

3、无损检测技术在道路桥梁检测中的应用

3.1 超声波技术

相比于传统检测方法而言,无损检测技术所涉及到的技术极为丰富,其中超声波技术便是极为重要的一项内容。以瞬间应力波为基本原理,在此基础上使用小钢锤对混凝土表面做以轻度敲击,此时将会产生低频应力波,而后将随即传导至结构内部,当遇到断裂面后则会发生反射,由此作为主要依据,对道路桥梁的质量进行分析。当出现断裂面或是冲击面等质量问题时,在应力波的作用下将在短时间内出现共振现象,对此现象进行分析可以进一步明确断裂的准确位置。以所得信号为基础,对其展开分析并做好记录工作,以便进行缝隙位置相关信息的检索工作。此外,超声波检测技术也可用于桥梁的维护工作中,具有全程监控的特性,以无死角的方式对桥梁的裂缝问题进行分析,并在第一时间做出相应反馈,以便工程人员制定出高效的解决对策。但经大量经验表明,尽管超声波技术的可行性较高,但当遇到管道相交的情况时得到的检测精度将随之受到影响,此外对于蜂窝体管道而言其适用性也相对更低。

3.2 光纤传感检测技术

近年来,交通运输事业快速发展,道路桥梁工程规模不断扩大,建设的复杂性也在提升,仅靠超声波检测技术无法满足检测工作需要,实际过程中,还会面临检测方法是否单一化的问题。当前,在无损检测技术中,光纤传感技术的应用十分广泛。因为不同物理量的变量,光纤会产生各种效果,根据光纤技术的特点,不断促进道路桥梁检测效率的提升。如在相关设备的帮助下,对检测信号进行收集与处理,转化为物理量,然后对道路桥梁工程进行有效检测。但就目前而言,光纤监测技术尚且存在诸多技术问题,并未得到有效解决,还需要进行深入研究。

3.3 探地雷达检测技术

探地雷达检测是目前对道路桥梁工程测量中使用最多的无损检测方法。探地雷达主要由主机(主控单元)、发射机、发射天线、接收机、接收天线这5部分及其他附件组成。通过天线发射出频率范围1M~1GHz的高频电磁波,并将其注入到道桥结构中去。然后利用高频电磁波遇到不同电性介质材料界面时反射情况的不同,使得反射信号包含一定的有效信息,最后通过接收天线对反射信号进行收集,从而得出道桥结构内外部的真实情况。

该探地雷达系统的具体工作过程为,主控单元向发射天线发出触发信号,发射天线对道路桥梁发射高频电磁波,高频电磁波经过介质的衰减反射后,接收天线获取到反射信号并传递到主控单元;通过主控单元将信号传递给计算机处理,处理后的数据信息以可视化的方式在屏幕上显示出来;随后,技术人员根据显示出的图像来判断道桥中所存在的缺陷。

探地雷达在道桥工程测量中,操作简单、高效便捷,能够精确地测定缺陷区的大小、形状和位置。此外,还可以大范围地进行测量工作,不受周围环境的影响,测量准确度较高,且对全面详细地掌握道桥工程状态有较大帮助。

3.4 图像检测技术

具体来说,图像检测技术又可细分为两种:①红外成像技术,其建立在材料导热性能的基础之上,受结构导热性的影响,可以得到结构内的红外成像情况,由此寻找到故障发生区域,并准确判断出具体位置。②激光全息图像摄影技术,其密切依赖于全息摄影技术,在其作用下可以获得相应的检测数据,以便展开针对性分析,综合考虑力学量等因素,进一步明确数据的发展趋势,此方法带来的精度较高,检测过程中直观性较强。

总之,在现代道路桥梁检测中无损检测技术凭借其花费较低,效率较高以及速度较快等优势得到了较为广泛的应用。但是,为了切实保证道路桥梁工程的安全性,必须不断提高工程的检测水平,这就要求相关工作者不断努力,增强对无损检测技术的应用研究。

参考文献:

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[5]陈飞,白亚东.道路桥梁检测中无损检测技术应用中常见问题及针对性解决措施分析[J].科技展望,2016,26(19):87.

论文作者:原义健,王鑫

论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期

论文发表时间:2019/12/17

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