铁路桥梁局部损伤检测技术分析

韩富鹏

摘要：铁路和桥梁因为长期受到车辆、风化等荷载作用，又受到材料的腐蚀老化自然环境灾害，在这样多种影响下，铁路桥梁的损伤就会逐渐累积，会使得抗力衰减，这不仅会影响结构的正常使用，也会造成很大的安全风险和隐患。我国的桥梁数量很多，其中有不少桥梁的使用年限都很长，而近些年来，我国的人流、车流都不断增加，铁路桥梁的负重也越来越大，而且火车的提速会让桥梁上的动力作用承受的更大，产生更多的桥梁内部损伤，影响桥梁的使用寿命。所以应该对铁路桥梁局部损伤检测更加重视，及时采取解决措施。本文将对铁路桥梁局部损伤检测技术展开分析和研究。

【关键词】铁路、桥梁、损伤 、技术分析

改革开放以来，我国的经济建设不断的进步和发展，交通运输行业的发展变化也是日新月异。交通运输的发展对经济建设具有重要的意义和作用。铁路桥梁技术是铁路运输行业的一项重要技术，我国的铁路桥梁技术发展历史较长，从一开始的模仿建设，到后来的自主建设、创新建设。经过几代人的钻研和刻苦努力，我国的铁路桥梁设计建设水平已经发展到了世界先进水平的层次。对于铁路桥梁建设来说，要求的铁路桥梁的承载力更大、能承受的冲击力更强，对自然灾害等抵御能力也应该更强。而对铁路桥梁局部的损伤检测，是维护铁路桥梁安全运行的重要保障，及时的发现和解决铁路桥梁局部损伤的问题，不仅能够减少铁路行驶的风险，还能够避免铁路桥梁受到大面积的损失，减少维护费用和不必要的麻烦。

铁路桥梁局部损伤检测技术

1.电检测技术

以往之前，我们一般采用的是电检测技术来对铁路桥梁的局部进行检测，一般情况下，是要在桥梁或者铁路上粘贴电阻应变片，测量这一部位的应变。根据应变片的检测情况的变化来判断桥梁和铁路的结构性变化。在这一过程中转化为应变片电阻变化之间的关系，所需要的电量，通过利用应变变化来进行检测和判断分析。所以电检测技术又可以叫应变检测技术。通常在检测钢筋混凝土梁和钢梁这两种类型的桥梁的时候会运用电检测技术。

2.红外热像仪检测技术

早在1960年后，红外线辐射检测技术就开始用于无损测试，发展到八十年代的时候红外线辐射检测技术开始被数字化。在电磁谱中，红外线能会产生介于微波和可见光之间的波频，不论是低于10um的进红外线，还是波长较长的远红外线，都能应用于无损评估的红外线系统。而应用最多的在红外线区和略超出红外线区的部分工作，这一段的波长通常在1um到15um之间。物体中的红外辐射、表面温度、材料特性三者之间都是由内在的联系和关系的，红外线检测技术就是根据这一内在关系，通过利用红外热像仪将红外辐射转化为热图像。再根据热图像的分析结果，了解物体表面的温度分布，从而能够对混凝土梁内部结构和表面状态进行推断分析。红外检测技术的优势就是可以不必直接接触和测量、而且具有高稳定性、快速性、后期处理灵活性、设备轻便性等。生成的热成像图为温度信息的反映可以提供科学合理的分析依据。但是其中有一点不可忽视，就是天气的变化等对物体温度影响的因素很多，在分析的时候要进行综合考虑。

3.光纤传感器检测技术

利用光信號进行载体的传输、转化和光纤传输信号的传输就是光纤传感器。在进行铁路桥梁的局部损伤检测的过程中，光纤传感器具有许多传感器不可比拟的优点，比如说：耐腐蚀性、绝缘性、抗电磁干扰性、安全性高；而且外形可变，体积小、质量轻、能够成网、能够重复利用；受到介质的影响性小，灵敏度和分辨率高。除此之外，光纤传感技术还可以与光通信技术结合，建成光纤传感网络和遥测网，实现更多功能的利用。而且，对于中国这样一个铁路桥梁建设工程量大的国家，光纤传感技术还有一个优势，就是成本低。

4.声波探测技术

4.1超声波探测技术

超声波探测技术在我国的应用，也已经比较成熟，其原理是利用声脉在桥梁缺陷处发生的声波发生的回波来进行检测分析。在超声波探测的过程中，超声波在材料中保持某种速度传播，在遇见不连续、不平坦、或者是到达物体的边缘区域就会被发射回来，我们通过反射的信号的强弱进行测试分析，并可以判断出桥梁的损伤程度和具体损伤位置。

4.2声波发散检测技术

一般的结构材料在受到外力后就会出现裂纹开裂、开展、塑性变形等微部结构损伤，在受到损伤之后就会以声波的形式进行能量释放。通过这一原理，声波发散检测技术就可以监视和检测在荷载作用状态下的铁路桥梁内部结构和材料变化，这样能够及早的发现问题，并给出警报。

4.3冲击——回声检测技术

冲击——回声检测技术的原理是基于应力波在材料中以一定速度传播。冲击——回声检测技术的方法与超声波检测方法比较类似，都是通过判断应力波的强度和发生时间来确定缺陷的程度和位置的。而应力波有两种产生方法：一种是利用转换器来产生应力波，也叫做脉冲——回声法，另一种就是冲击——回声法，是通过利用机械冲击来产生应力波。

5.电磁探测技术

5.1探地雷达技术

最开始的探地雷达技术是运用在军事领域的。但是现在已经被广泛的应用在生活中。比如说建筑物、桥梁等等一系列的结构评估中。探地雷达技术的基本原理是：探地雷达表层发射电磁波，在电磁波穿过介质的过程中，如果传播材料的不均匀的话就会使得振幅产生变化，同样的，传播材料在导电性上具有差异性也会让振幅会产生相应的变化。如果信号到达了中断的部位，介电性就会反射回来，被接受的天线接收。探测雷达在探测的过程中，通过电磁脉冲发射电磁来今昔那个探测，利用频率超高的短脉冲电磁波对地下介质的分布进行检测。所以，决定电磁波穿透隧道结构深度的主要因素就是频率、导电率和反射。如果发射天线在上层进行变化移动，电磁波的反射角方向就会被改变，电磁波的传播时间也会发生变化。这样在形成的变化趋势图像上就可以推断检测出深度不同的缺陷和损坏。探地雷达技术在混凝土钢筋和孔道定位和缺陷检测中经常应用。

5.2涡流检测技术

涡流检测技术主要是依靠电磁感应原理，检测铁路桥梁的表面损伤，当线圈靠近导电材料的时候，要经过交流电，那样会产生的交变的磁场，而且在构建的上层会产生出形涡流状的感应电流，而且构件的介质材料和表层缺陷都会影响到电涡流的变化。通过判断电涡流的变化就可以对铁路桥梁的损伤缺陷进行判断。

结语

在经济发展飞快的今天，交通运输起着非常大的作用。除了要不断建设交通路线和铁路以外，对于已有的铁路桥梁进行维护也是重要内容。本文分析了一系列的铁路桥梁局部损伤检测技术和应用，希望能够帮助进行良好的铁路桥梁维护和保养，及时、有效的解决铁路桥梁损伤问题。

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