超声平测无损检测技术在桥梁病害诊断中的应用

吴洪波

摘要：本文首先介绍了无损检测技术应用现状，分类，方法及检测机理，然后通过工程实例介绍了超声平测其应用，找到了桥梁病害病因，此法适合在同类诊断中推广。

关键词：超声平测无损检测桥梁病害

中图分类号：U446.3 文献标识码：A文章编号：1 672-3791(2012)02(a)-0046-01

1桥梁病害诊断中无损检测技术的应用现状

1.1声波技术

(1)声波技术在桥梁结构无损检测中应用最广泛。声波技术也含超声技术，两者原理是相同的，仅使用频段不同，前者是1kHz～100kHz，后者是100kHz～1MHz。

(2)声波检测的方法有透射法、表面平测法、超声反射成像和声波cT成像方法等。①穿透法和平测法比较简单，应用多，用于解决简单的问题，如以混凝土的平均波速评价混凝土强度、表面强度等；平测法常用来测定混凝土裂缝的深度；②超声相控阵探伤是近年来发展的一种超生反射成像新技术。美、加、英等国先后开发出x-32、64通道相控阵超生成像便携式设备，具有實时成像、直观快捷特点。目前，北京和重庆的航天和民航系统引进了3～4台，用于飞行器的质量检测，不久将会用于桥梁结构检测。③声波CT成像主要用于工程领域的金属矿床勘察、核电场址勘察、水利水电坝基勘察、铁路公路隧道等，已有10年以上的历史，具有图像直观、可靠性好等优点。2006年在重庆成功运用了箱粱合拢段工程病害的检测，效果很好。声波CT方法特别适应于大型混凝土箱梁、T型梁的结构检测与病害诊断。

1.2电磁波技术

地质雷达是电磁波技术的代表设备。美、加、英、意等国的产品在中国应用较广，如青岛电子部22所的LTD-3，北京艾迪尔的雷达等。在桥梁结构检测中要配备900MHz到1.6GHz的高频天线及专用处理软件。检测项目：(1)厚度检测：桥面铺垫层厚度，混凝土梁板厚度；(2)密实度检测：混凝土密实度，空隙，含水孔隙；(3)钢筋检测：钢筋的位置、直径、锈蚀程度，钢筋网3D结构；(4)钢绞线检测；钢绞线位置，连续性，混凝土注浆密实度。

2预应力混凝土箱梁桥合拢段裂缝检测应用实例

2.1工程概况

大桥主桥全长454m，为122+210+122m预应力混凝土连续刚构，双向四车道，梁体采用单箱单室三向预应力变高度箱梁。箱顶宽22.5m，底板宽11.0m，两侧翼缘板悬臂长5.75m，混凝土标号为C50。中跨首先合拢张拉，两个边跨相继合拢，先2#墩边跨，后1#墩边跨合拢张拉。1#墩张拉过程中发现中跨、两边跨均发生底板混凝土崩裂现象。经加固修复，又发生底板闭半开裂。业主决定对桥梁结构病害进行系统检测，找出原因，为治理提供依据。

2.2混凝土裂缝现状

裂缝现状：大桥裂缝分布集中在两个部位，一个是箱梁底板的修复部位，二是箱梁内中隔板下角处。底板上发现3条张裂缝，右侧1条左侧2条。中隔板内9条裂缝，分布在左、右下角部，呈斜裂形式。对底板上的3条裂缝进行了深度、长度，宽度测量。

2.3检测方法

裂缝深度测量使用超声平测法。超声波在中的传播波速和衰减与混凝土强度和密实度有关。当混凝土内部存在缺陷或间断面时，超声波会发生反射和绕射。厚度或缺陷的检测是使用反射波，裂缝深度的检测是使用绕射波。测量裂缝深度时将发射器T、接收换能器R分别置于裂缝的两侧，由于超声波不能通过裂缝空隙传播，只能通过裂缝尖端绕射，传播到接收器的路径比直达波长，耗时多，通过走时的测量可确定绕射点的深度，即裂缝的深度。它是检测混凝土裂缝深度最常用、最有效的方法。

2.4平测法检测结果与分析

2.4.1检测检测结果如表1

2.4.2箱梁裂缝检测结果分析

裂缝检测结果归纳如下：(1)箱梁底板有3条规模裂缝，深度在100mm左右，最大宽度1.5mm，长度在1.0m以内，底板左右两侧的裂缝相距9m左右，在箱梁底部未形成横向贯通性裂缝。桥梁底板底面1#裂缝仍在扩展，本次检测与2005年底的检测相比，1#裂缝向桥梁中轴线方向延伸了80ram，其它2条裂缝未见扩展。(2)本次检测发现，合拢段跨中横隔板中的裂缝虽经补强处理，又重开裂，但开裂范围仍在修补的范围内。中隔板裂缝主要出现在横隔板左右两个下倒角部位，并以斜裂缝居多，最大裂缝宽度达1mm。(3)底板底面与跨中横隔板的裂缝都是张性裂缝，所在的位置与走向表明这些部位发生了较大的拉应力。

3桥梁病害无损检测技术发展展望

由于桥梁数景增加，相应桥梁病害也增加，需要创新健康诊断方法；发展快捷的实时、高分辨率的探测技术，特别是声波成像技术，有效地解决桥梁检测问题。该法适合在同类桥梁病害中推广运用。

无损检测技术要想发挥更大作用，必须与外观检测结果相结合，与动静载试验相结合，进行综合分析，对桥梁的健康状况作出客观评价。

参考文献

[1]杨国华，潘建荣，等.超声波无损检测特点分析有基在混凝土缺陷评定中的应用[J].浙江水利科技，2006，7

[2]张国良.浅谈无损检测技术在道桥工程中的应用[J]Yalue engineering