桥梁工程无损检测技术综述

　

(重庆交通大学　重庆　400000)

一、引言

随着科学技术的快速发展，我国桥梁建设取得了令人瞩目的巨大成就。桥梁建设数和规模逐渐增加，桥梁在我们生活中已经成了不可缺少的部分。但是随着时间增长，桥梁在使用过程难免会出现各种损耗，比如，船舶的碰撞，车祸事故的撞击等人为因素，再加上随时间的增加，材料的老龄，以及积雪，地震，酸雨，洪水等自然灾害的袭击超过桥梁自身承受的能力，就会导致桥梁垮塌，断裂，造成重大的人力物力的损失。所以，桥梁结构安全问题就成了当今社会的重中之重，如果在事故发生之前我们就做好了对桥梁进行周期检测评估，对危桥进行维修，加固防治，就会大大减少悲剧的发生。但是这些维修加固工作又必须基于对桥梁结构详细系统的检测之上。本文参照了最近十年的国内的检测技术，阐述当前的检测技术状态，和存在的一些问题，并比较国外的检测技术状况谈谈检测技术的发展趋势。

二、桥梁无损检测技术现状

桥梁无损检测是对桥梁的基本状况进行调查研究。是通过一种技术手段再不损伤桥梁的自身结构基础上对桥梁的损伤部位，桥梁的危害性质，危害程度，进行检测并对桥梁的安全进行评估分析。找出发生的原因并未桥梁的维修加固提供最直接的依据。无损检测又分为无损局部检测和无损整体检测。局部检测是对结构的某个部分进行检测，测试它的损伤程度，类型，进而判断它对整体的影响。无损整体检测无损检测技术相对于其他类的检测技术来说，主要三点，不损伤桥梁基本原结构；检测更精确；操作流程更简单。

(一)桥梁无损检测技术

目前国内常见的几类无损桥梁检测技术如下：

1.振动检测技术。振动类检测技术的原理是，通过机械振动产生的波或者说应力波，当波通过构件中损伤的部位时，基于损伤部位的材质特性发生变化，反应出构件的各项参数的一种方法。对于振动和冲击原理的振动类检测技术在桥梁无损检测中已经得到广泛的运用，目前，这类检测的一些比较常用的技术还包括桥梁的动力检测、sawa表面波检测以及桩基反射波动力检测等。

2.电磁波探测技术。雷达类检测技术与涡流类检测技术是电磁波探测技术的主要两大类。雷达无损检测主要是利用损伤部位的介质与其周围介质不同，如裂缝，空洞等有不同的参数性质。其实质是利用超高频电磁波的发射与电磁波接收技术。用雷达检测时，当雷达电磁波通过桥检测部位时，反射回来的电磁波被接收装置接收，然后通过电子分析装置进行数据化处理，变成可视化数据，得到构件的各项参数。目前，采用雷达进行桥面的检测包括了多个技术领域，主要有雷达侧厚，测湿，测异常物，侧密实度和弹性模量等。涡流类检测技术则主要是利用电磁感应。用通电的线圈靠近导电的材料，通电线圈产生磁场，在磁场的作用下，构建表面感应产生涡流，通过判断表面涡流的大小来来确定构建表面的缺陷。主要用于检测构件的表面损伤。

3.红外热像仪检测技术。它的原理在于，温度在零摄氏度以上的物体都会因为物体内的分子运动而辐射出红外线，温度越高，物体的原子分子运动的就越剧烈，反之，辐射的能量就越小。红外线是一种电磁波，也是一种可见光。无线电波与可见光之间的连续频谱中的位置正好电磁波。通过红外探测器将物体发出来的热辐射转化为我们可见的图像数据，通过电子系统的分析，就能判断出物体表面的温度空间分布。目前，这种技术已经应用于桥面板的剥离和分析分层现象检测，以及裂缝、钢结构焊缝探伤、地下管线探测技术。

4.激光检测技术。激光是目前发展起来的一种高端的科学技术[18]。因为他有高的衍射性、高的方向性、高强度、高测微精度、高分辨和全息反映能力等独特技术的特点，对国防建设和实验的研究起到非常非常重要的意义。几十年来，国内外研制开发了一大批具有现代水平的可用于道路桥梁检测的激光类测量仪器与技术。激光技术应用于桥梁检测中很普遍，主要包括激光测距，激光的纹理测试仪和激光路面段面测试仪等。

5.摄像检测技术。摄像类采集技术大大避开了，传统的路面桥梁检测，用眼睛观察的误差盲点。传统的人工测量，无论是测量误差，还是读数误差提供的错误检测数据，都给后面的桥梁维修加固以及桥梁的质量等级评估都带来了严重的麻烦。造成多余的经济损失。摄像检测技术在国外使用于1970年，80年代后引入国内，被我过用于桥梁路面的检测，到目前发展为新型智能桥面路况检测，通过把该装置安装在监测车，自动的快速的收集路面状况信息，存储。通过电子系统对收集的信息进行处理分析，从而准确的知道路面的磨损情况，桥面的倾斜程度，桥面的凹凸状况，还能在计算机显示的图像上观测到甚至1毫米的裂缝以及裂缝在桥面上的准确位置。大大提高了检测的准确度与效率。

6.声发射检测技术。声发射(Acoustic Emission,简称 AE)是一门新型检测技术，它是目前发展最为迅速的检测技术。它的基本原理和超声波技术类似，利用超声波的传播特性在构件损伤出的发出特性变化的原理进行判别。通过构件内部应力的不断变化发出的应力波，用接受装置分析应力波数据，时刻判断构件的损伤状况。目前声发技术已经在国外许多国家得到实验包括美国，日本，法国等。

三、无损检测技术发展趋势

基于目前的状况，桥梁检测技术发展非常的迅速先进，虽然它们有许多优点，检测精度高，检测效率快但是他们也有许多目前在桥梁检测中的缺点。比如，X射线检测本身就具有放射性，而且用于X射线检测的物体也必须有严格的要求，他并不是对所有的混凝土都适合，只适合于特定厚度的混凝土。又比如红外线检测，检测精度高但是成本也高等等问题。随着科技的不断进步，并综合目前检测呈现的现状。分析桥梁无损检测的发展方向就是，建立一个完整的桥梁检测系统。由美国联邦发起的无损检测技术有以下几种：检测与健康监管系统，桥面板检测系统，锈蚀测试与评判技术，疲劳裂缝测试与磁铁判定方法。它们都是以热成像，渗透雷达以及无线电，GPS等多个系统共同组成的一个整体来对桥构件进行系统自能化管理。

四、结论

桥梁无损检测在评估桥梁健康状况中起到至关重要的作用。社会的不断发展对桥梁检测提出了更高的要求，目前一些检测技术仍处于不成熟，处于正在发展的阶段，我们应该加大力度对桥梁检测技术的研发，研发出受外界因素影响小，检测成本低但检测精度高的产品。我们更应该着眼于未来，结合各个学科的知识，并着力于把各个单项的检测技术应用于桥梁监测系统中，利用灵敏自动传感监测装置测量应力状况，通过无线数据传输，在到无线数据接受处理，判断桥梁损伤部位，然后进行桥梁安全等级评估，形成一整套的人工自能桥梁检测监测系统。进而打造出高质量的桥梁工程，造福于人类，促进社会稳定的发展。