1 2 3 中交第二航务工程局有限公司 湖北省武汉市 430040;1中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 北京 100088
摘要:现如今,我国经济发展与社会进步的保障与支撑在于桥梁系统,桥梁质量与民生、人民生命财产安全之间有着直接性的联系,这是建设阶段之中的关键所在。因此,进一步强化针对桥梁工程检测技术方面的研究范围与力度,以此来逐步的开发新型化的检测方式,构建并健全检测系统,促进桥梁工程检测技术正在走向自动化、智能化。
关键词:桥梁;新型检测技术;应用
引言
桥梁工程作为我国重要的交通基础设施,其在经济社会发展等方面发挥着重要的作用。近年来,随着技术的进步,桥梁工程的结构、类型等越发多样,桥梁工程项目建设不仅克服了复杂地形地质结构的限制,也具备了更多的功能。为保证桥梁工程质量,各种新型检测技术在桥梁工程的应用实现了对工程质量的良好控制,提升了桥梁工程的经济与社会效益。
1桥梁检测过程中存在的问题
桥梁在投入运行以后,会随着时间的推移逐渐暴露出很多问题,比如完成施工的桥梁是否能够承受大型运输车辆所带来的载荷以及桥梁的承重极限是多少等问题。桥梁想要延长使用寿命,就必须定期进行检测和维修,但是由于出现缺陷的地方较多,且修补较为困难,所以往往会耗费大量的时间和资金,不利于桥梁今后的运行。不仅如此,如果经过检测的桥梁不能满足投入运行的要求,会严重影响后期的投入使用,所以要重视桥梁的检测工作。
2桥梁新型检测技术的应用
2.1超声波检测技术
超声波是高于人耳可以分辨频率的声波,使用超声波检测的时候,超声波的传输满足传输规律。在对桥梁的无损检测工作中,在需要检测的部位,使用专业的仪器设备发射超声波,如果结构内部有损伤或者检测缝隙,就会反射超声波,仪器通过接收反射回来的超声波,根据波形、角度等就能够对桥梁内部结构的完整性作出判断,确定结构的质量。为了提升检测的精度,可以采取在不同位置设置传感器的方式,隔一段距离就对反射的超声波作出检查,然后结合时间、位移、速度等方面对进行计算。尤其是要针对不同介质中超声波传播速度的分析,这样就能够对材料的弹性模量、抗压强度、抗剪强度等数据进行测定,也能够判断材料、结构内部的缺陷情况和位置。使用超声波检测技术的时候也容易出现偏差,如结构内部有水或者有空气,由于超声波传播的速度变化很大,就会导致结果偏差,即便测量人员根据结果可以初步判断缝隙和缺陷的位置,但是对缺陷的情况仍然不能作出准确的判断。为了弥补这些不足,目前仍然在进行技术优化和研究工作。
2.2红外热像检测技术
该项技术就是通过热成像探测仪来针对检测结构所发射出来的红外线能量进行检测,也就是通过结构温度场分布的异同来作为根本依据,直观地将结构内部的连续性原理工作展现出来。红外热像技术的特征包括:(1)在实际运用该项技术过程中,会运用到一些精度高的红外线热像探测仪,其自身的优势主要体现在对于温度的分辨率很高。(2)该项技术的检测范围相对较大,检测距离的下限可以达到20m,并不受到距离上限因素的影响。(3)因为检测原理的关系,必须依据红外线的不同能量来作为基础,从而导致该项技术使用会受到一定的限制,但一般情况下只要被检测结果的温度在零度之上就可以运用该项技术。(4)和其他技术相比,其所具备的灵活性更强一些,不仅适宜运用在静态结构,且还可以运用在动态结构。
2.3光纤传感技术
光纤传感技术指的是应用光纤对于特殊规则的物理量较为敏感的非凡性质,将外部物理量转换成能垂直检测信号的技术。光纤传感技术通过了数十年的快速发展,而今已经拥有了相当大的进步,也已成功的制作研发出数百种光纤传感器。光纤传感器早已成功涉及到国家防控安全,航空航天建设,工业矿产发展,能源环境保护,生态医学药物,自动化智能化控制以及家用智能电器等各种行业和领域。倘若将光纤传感器广泛地应用于桥梁检测测量中去,便能够实现对桥梁钢索预应力和索力高强度连续混凝土内部应力特点性质的检测与测量,即构成光纤智能化桥梁。光纤传感器和传统意义上的传感器相比来说有以下差异:传统意义的传感器本身电量为较为重要的基础,以信号来传输和转换的载体,用一定的导线来传输电信号,从而将使用时能够遭到环境的限度降到比较低的范畴,假定环境中的湿度较大,也可能会引发短路,特别是易燃易爆和高温的环境极易引发火灾。光纤传感器也是用以光为信号作为传输和变化的变换的载体,利用光纤传输转换信号有以下几种优点:光纤是一种特殊材质,由石英玻璃而制成,作为一种介质,它具有耐高压,耐腐蚀,在易燃易爆环境下可靠运行的特点。在光纤传感的检测中证明光纤原理检测可能性的优点,光学传感原理具有超强的可行性。倘若将光纤传感技术普遍的运用到桥梁检测和测量中,将会给桥梁的健康安全评估以及检测注入新鲜的血液。光纤无损检测技术尽管有着得天独厚的优势和超强的特殊的优越性能,可以对桥梁进行安全健康的测量诊断,在桥梁的检测中运用形式也是相当乐观的,但是因为其价格过于高昂,针对我国国情还比较难以推广。
2.4射线探伤法
射线探伤法是通过在混凝土结构后方放置底片的方式,对底片发射不同射线使底片形成空洞敏感图,该检测方法不仅能够测量桥梁实际交通流量,而且能够精确定位钢筋断裂位置并测量出空洞大小,以此判断评估桥梁交通状况。当测量环境较为理想时,射线探伤法可在较少工作人员的情况下得到相对准确的底片图。但同时射线探伤法也具有一定缺陷,需要大量射线源消耗能量探伤才能得到相应底片图,该无损测量方法对工作人员安全防护提出较高要求,也大大增加了桥梁工程测量成本。除了厚截面材料不适合图片解释外,在理想状态下,射线探伤法通常可以测量出大量比较清晰的图片,射线源放射出的伽马射线最大穿透力为150mm铱和400mm钴,工作人员应确保操作时射线探伤过程始终机械化处于安全保护套盒内,同时具有自动关闭功能,保证射线探伤法处于一种安全测量状态,从整体上看射线探伤法的适用性要好于其他测量方法。
2.5频谱分析检测技术
频谱分析检测技术是根据不同的介质表面波传播频率不同的物理特征,来对桥梁的使用状态进行全面检测分析。在实际工作中,检测人员需要在检测对象表面施加一个瞬间的垂直冲击力,从而使其产生一组瑞雷波面,此波面以震源为中心,拥有多种频率,能够通过对不同位置的不同锤击,向检测人员提供相应的波面信号,对这些信号进行分析,工作人员能够判断出检测对象的使用状态。频谱分析检测技术的优势在于,它的检测速度更快、检测的频率更高,对检测对象的分层情况都可以进行全面的检测。
结语
近年来,我国基础设施逐步完善,桥梁工程项目逐步增多,为经济社会发展等提供了重要的基础条件,因此,桥梁工程质量控制极为关键。新型检测技术的应用在一定程度上可以为桥梁工程的质量控制提供重要的参考,保障桥梁的各个参数满足质量验收的标准,保证桥梁的耐久性、抗震性。因此,未来要加大新型检测技术在桥梁中的应用,发挥桥梁工程最大的社会、经济效益。
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