冯雅斌
身份证号15012519900514**** 内蒙古呼和浩特 010000
摘要:文章分析了无损检测技术在道路桥梁工程中的应用。在道路桥梁工程中使用无损检测技术可以为道路桥梁工程提供坚实的支撑,为工程后续开展奠定基础。同时无损检测技术与传统检测技术之间的主要差异就是无损检测技术无须对工程造成外部损伤即可检测,在当下道路桥梁工程施工中具有较为重要的实际意义。目前无损检测技术在道路桥梁工程中的使用主要包括结构缺陷检测,力学及其几何特性检测等,可以通过超声波无损检测技术,探地雷达检测技术,图像检测及光线传感器检测方式实施。
关键词:无损检测技术;道路桥梁;应用
引言
近年来,随着道路交通量的逐渐增大和重载车辆的增多,我国高速公路陆续出现车辙、裂缝和磨损等病害,严重影响道路的使用性能和寿命。为了延长道路的使用寿命,对已建成的高速公路进行科学养护非常重要。传统的道路检测技术通常是对道路随机选点,然后进行钻芯取样,通过室内试验对其进行检测分析,获取需要的技术指标。由于传统的检测方法随机性很大,导致检测结果与实际情况存在较大的偏差。同时,传统的检测手段不仅会消耗较多的人力和物力,而且工作效率较低,在检测过程中还会对路面结构造成破坏,已经不能满足目前道路建设的发展需求。随着自动化技术和计算机技术的发展,道路无损检测技术开始应用于道路工程中。采用道路无损检测技术可以对道路进行快速检测,检测数据准确,同时还可以避免对道路造成不必要的破坏,符合未来道路的发展趋势。本文介绍了目前常见的道路无损检测技术的工作原理和技术特点,并详细阐述了平整度、压实度、抗滑性和路面厚度等指标的检测方法,总结了无损检测技术在高速公路路基路面中的应用价值,对推动无损检测技术在我国高速公路路基路面中的应用和发展具有重要的意义。
1无损检测技术概述
探地雷达系统主要由以下五个部分构成:其一,主机,即主控单元;其二,发射装置;其三,发射天线;其四,接收装置;其五,接收天线,在此基础上还可配备定位装置、电源和手推车。在以上几个组成部分当中,发射与接收天线往往成对出现,其作用在于向地下持续发射雷达波,并接收完成反射后的雷达波。系统的主机实际上是一个数据采集系统,负责向发射装置发送与接收各类控制命令,如开始和终止的时间、频率、重复次数。发生装置以主机发出的控制命令为依据向测区地下连续发射雷达波,并由接收装置以控制命令为依据对数据信息进行采集,之后通过采样与转换,使反射信号变为数字信号,对其进行保存与显示。随着公路工程无损检测需求不断扩大和探地雷达技术不断发展,产生了很多不同类型的系统,目前在国际上有较大影响力的是由GSSI公式研发生产的SIR系列探地雷达。从当前的发展趋势看,该系统主要具有下列特点。(1)功能专业,可针对不同对象与目标来设计,有效解决某个方面存在的具体问题;(2)小型化,借助DSP与液晶显示面板可以有效减小设备体积与重量,为携带与野外作业提供方便。比如由GSSI公司研制生产的SIR-3000系列探地雷达以及由SSI公司研制生产的Noggin系列探地雷达,其主机已经十分轻便,仅采用单人即可实现走动测量;(3)功能与通道越来越多,通过对多道及多阵列天线陆续开发及使用,可实现对三维数据的采集,以此提供更为丰富、真实和准确的地下信息。
2道路桥梁检测中无损检测技术的应用
2.1图像检测技术
图像检测技术一般是基于红外成像原理或者全息成像原理对高速公路路基路面的状况进行检测。其中,基于红外成像原理来检测路面状况的技术称为红外成像技术。由于不同物质中分子在运动的过程中产生的热量不同,从而造成物质之间的热导性必定会存在一定的差异,进而可以通过热敏传感器对物体表面温度的分布进行检测,再通过图像的形式将检测到的数据表现出来,进而判断路基路面是否出现破损。
激光全息成像技术是基于全息成像的原理来对路面的破损状况进行检测,其主要是通过专业设备得到道路的全息图,然后对全息图中的数据进行针对性计算,判断路基路面是否存在缺陷。通过激光全息成像技术,可以很直观地看到路面是否存在破损,其检测结果同样具有较高的准确性,并且检测过程更加全面,符合道路的实际情况。
2.2探地雷达技术的应用
探地雷达技术的基本原理,是借助电磁回声来对公路桥梁结构进行检测。在实际应用中,需要在适当位置安装专用发射器,做好发射器参数的合理设定,控制好能量放射效果,当发射器发出的射线穿透公路桥梁表面后,借助接收设备,可以获取反射信号。相关研究表明,反射信号由不同的介电常数构成,当能量经过脉冲作用后,能够取得桥梁的材料和结构状况,得到完整准确的桥梁检测结果。探地雷达技术在实际应用中,同样会受到很多因素的干扰,在针对桥梁内部结构中的金属材质进行探测时,无法很好地获取小尺寸凸起位置的参数信息,而且技术的应用对环境有着比较严格的要求,若公路桥梁所处区域的温度偏低,或者湿度较大,都会导致误差增大,影响技术应用的效果。
2.3超声波检测技术
道路桥梁工程中对于超声波检测技术的使用主要是借助应力波原理检测道路桥梁工程内部存在的空隙。这种检测技术通过较为急促的机械撞击获得低频应力,进而将超声波传导至道路桥梁工程内部,随后从道桥断裂面发射回来。这种检测技术需要道路桥梁工程断裂面,冲击面和多个面的波形回合,对其实施共振,不但能够测定结构完整性还可以确定内部空隙位置。比如,通过超声波可以分析道路桥梁工程内桥梁钢管和混凝土之间的脱空状况。设置超声波换能器的时候应采取对穿法进行检测,使超声波在钢管混凝土中的传播时间设为ta,与绕钢管壁半周长传播时间为tb,这时钢管混凝土中的传播时间和绕钢管壁半周长传播时间关系为tb=π*Va*ta/2Vb。其中,Va,Vb属于两种传播速度,结合两种传播时间的关系式,假如钢管混凝土内部较为密实,同时混凝土与钢管之间的胶结完好,那么这时在使用超声波对其进行检测的时候,其接收信号可以沿着钢管混凝土径向传播。因为绕钢管壁其半周长传播的时间较长,可以在初次超声波传播后叠加。超声波无损检测技术适用于道路桥梁工程中的梁、板、柱检测的,从而更好地分析管道内部空隙,及时对其进行修补,提升道路桥梁工程的稳定性。但是超声波检测技术还具有一定的弊端,在实际检测过程中容易对周围管道产生影响,因此在未来使用过程中还需对该技术进行完善。
2.4光纤传感技术的应用
(1)光纤传感器检测是一种新兴无损检测技术,出现时间不长,处于初步应用阶段。现阶段,光纤传感器无损检测多用于大跨径桥梁和超长隧道等大型复杂道路和桥梁项目,主要用来弥补传统检测技术的不足。(2)光纤传感器检测技术适用范围很广,可以基于多种检测指标,输出准确的检测结果,大大降低了无损检测技术的操作难度,提高了无损检测的效率。
结语
总之,将无损检测技术应用到公路桥梁检测中,能够取得非常积极的作用,对比传统的破坏性检测,无损检测技术能够在不损坏桥梁主体结构的前提下,对其内部缺陷进行检测,明确桥梁的技术状况,为公路桥梁的施工和运营安全提供可靠保障。现阶段,公路桥梁检测中采用的无损检测技术有很多,如激光技术、图像无损技术、超声波技术、射线探伤技术、探地雷达技术和频谱分析技术等,伴随着桥梁技术的发展,无损检测技术的类型必然会越来越多,为推动我国公路桥梁事业稳定健康发展发挥积极的作用。
参考文献
[1]张军艳.无损检测技术在道路桥梁工程中的应用[J].自动化技术与应用,2018(8):94-97.
[2]江坤明.无损检测技术在桥梁道路工程中的应用研究[J].西部交通科技,2019(4):154-156.