桥梁无损检测技术及在桥梁工程中的应用探讨

摘 要：当桥梁经过长时间使用后，会遭受各种自然侵蚀，并带来多种后天病害。许多不利因素与影响通常会结合在一起，再加上外力、荷载等临界组合，会使桥梁出现不同程度、不可预见的损坏。本文首先简要分析了桥梁无损检测技术，并基于工程实例探讨其在桥梁工程中实效应用。

关键词：无损检测；桥梁工程；超声波

桥梁工程检测不仅是保障桥梁质量、提升使用价值以及维持正常使用状态的重要保证，而且还是进行加固、维修工作的重要依据。开展桥梁工程检测的目的就是随时、实时获取与掌握桥梁的安全与技术状态，总结设计经驗、施工经验、维护经验及使用经验，汇总问题与教训，为后续桥梁建造、使用、管理与维护提供可靠借鉴与参考。

1.桥梁损伤的原因与类型分析

（1）当桥梁经过长时间使用后，其便会出现各种损伤，不仅是外部方面的损伤，还有内部结构方面的损伤，究其原因，主要有如下方面：（1）使用不当，维护不到位、不合理；（2）认为因素，如车祸事故等；（3）自然灾害，如风暴、地震等；（4）交通量瞬间增加，使得桥梁结构自然老化速度加剧。这些因素均会大幅降低桥梁耐久性与承载力，甚至还会对其运营安全造成严重影响。桥梁损伤种类：（1）混凝土。主要有混凝土碳化、混凝土缺陷及混凝土开裂。（2）钢筋锈蚀。其一，先裂后锈，即混凝土开裂之后所造成的钢筋锈蚀；其二，先锈后裂，即混凝土出现开裂情况，或表面混凝土出现块状脱落。

2.桥梁无损检测技术的基本特点

所谓无损检测技术，实际就是在对构件性能或结构不造成影响的情况下，通过一些物理量的测定，来对构件或者结构的某些性能有无改变进行准确判断的监测方法。无损检测技术的出现，乃是诸多学科不断融合、创新与发展的高技术产物，现代应用物理学以及材料学的发展与完善，有力推动了无损检测技术的发展，并为其提供了充分的理论基础，而现代计算机科学以及电子技术的不断发展与更新，则为无损检测技术提供了先进、多元、现代化的测试工具。

3.无损检测技术及在桥梁工程中的应用

3.1红外热像仪检测技术及应用

所谓红外热像仪检测，从本质上来讲，就是用作桥面病害预测的一种检测手段，对于其原理而言，就是通过红外摄像机，来生成一幅关于桥面温度的整体图像，针对此温度图像来讲，其能够揭示出阳光照射下，混凝土裂层上方桥面温度的“热点”。对于那些有较高温度的热点，是因薄的且充满空气的裂层，好似绝缘体，能够使在其上的混凝土温度更快升高而形成。另外，还能借助于红外热像仪，将来自于目标的红外辐射向可见的热图像转变，然后通过系统化分析热图像特征，从中比较直观的了解物体的表面温度分布情况，以此达到推断混凝土表面状态及内部结构的目的。此外，针对红外热像仪检测技术来讲，其能够在非接触情况下进行测量，稳定性高，快速，而且设备轻便，所生成的热图像能够准确的反映温度信息。

3.2声探测技术

针对此技术来讲，其主要包含两种技术，即超声波检测技术与声发射检测技术。（1）超声波检测技术。运用超声波对桥梁中的空隙位置进行检测，实际利用的是瞬间应力波原理。通过短促的机械桩基，从而形成低频应力波，然后向结构内部传导，再由界面或断裂面反射回来，最后用反射波的具体形态来加以判断。来自于断裂面、冲击面的多种波，会形成瞬间共振，因此，可以用其测定裂缝位置，或者是结构的完整性，记录信号，提供空隙位置的具体信息。可以在桥梁的综合检测与维修中应用超声波，此技术可以检测桥梁的梁、桩及板等，可以明确管道中有无空隙，以便及时灌浆补充。（2）声发射检测技术。针对声发射检测技术来讲，其已经在能源与加工业中得到广泛应用。现阶段，在桥梁工程疲劳裂缝检测中已经广泛采用了声发射检测仪器。大多结构材料在受力后，便会出现各种微结构损伤，比如裂纹开裂、塑性变形等，此时，便可以通过声波的方式进行能量的释放，声反射检测仪便能基于于荷载作用下，监视桥梁结构的内部材料，另外，还能监视结构变化情况，并能提供早期报警。

4.钢管混凝土缝隙检测实例分析

某钢管混凝土系杆拱桥的跨径长度为112m，哑铃形拱肋。经长时间运营，经锤击检查得知，部分截面钢管与混凝土之间已脱开，造成拱肋受力不符合设计，但缝隙大小以及脱开的程度无法明确。为明确缝隙当前的严重程度，指导灌浆，现运用超声波法来检测此桥钢管混凝土拱肋缝隙。

结合现场实况，分别在拱肋的拱顶、L/4、L/8及拱脚等位置处，布均将置测区18个，各测区均将上下钢管的顶面、两侧面及底面作为测点，一侧进行发射，一侧则用于接收。在灌浆之后，为了能够即刻对那些密实度不够的区域进行二次灌浆，在灌浆后进行抽样检验，抽样率100%，在灌浆前的全部测区以及测试截面上，重新开展对比测试。在工程现场，选择与之同时期浇筑的同标号混凝土构件，设置12个测点，经检测得知，混凝土平均声速为4200/ms；另将12个声速测点布设在现场沿拱肋脊部，经测得知钢材的平均声速为5350m/s，而混凝土平均声速与钢材平均声速比值为1.274<π/2，表明绕射波不会先于透射波达到，所以，可以用首波法来判断缺陷。由检测结果得知，灌浆前，钢管混凝土拱肋截面钢管与混凝土之间已经脱开，在近拱脚处较轻，近拱顶截面位置处有严重缝隙，一些截面缝隙的宽度甚至>30mm，不仅裂缝达，且连通性比较差，所以，适合运用有较好渗透性能的化学浆材来灌浆。

5.结语

综上，伴随当今交通事业的不断发展，各交通方式的桥梁工程日渐活跃，而长期运营桥梁的质量情况，始终是相关部门关注的重点。针对桥梁工程进行全面性的无损检测，能够诊断桥梁损伤情况与程度，还能对桥梁的承载能力、耐久性及可靠性进行系统化评估，为桥梁健康、长久运行提供可靠保证。

参考文献：

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[3]谭敏， 揭选红. 无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用思路研究[J]. 科技资讯， 2010（10）：92-92.

作者简介：

欧海刚（1983-04-17），男，杭州市余杭区，当前职务：副总经理，当前职称：中级，学历：本科，研究方向：工程检测.