公路桥梁检测中无损检测技术分析

韩丽琴、冯文主

（苏交科集团检测认证有限公司，江苏南京211100）

0 引言

对公路桥梁加以维修前应做好检测工作，对桥梁和公路的结构情况加以分析和明确。因为传统检测方法往往用肉眼进行检测或用钻孔检测，并不能进行科学化数据的提供，并且钻孔检测的方法也会对公路桥梁的结构产生一定影响和损害，因此无损检测方式逐渐成为当前公路桥梁检测的重要方法。相比于传统桥梁公路结构检测，无损检测技术往往可以更快、更方便，可以最大程度地节约时间，降低工程的检测成本。

1 无损检测技术在公路桥梁检测中的应用价值

在实际工程检测工作中，无损检测技术具备着全方位、多功能、集约化的优势，这种检测技术的实践性往往可以广泛应用到各个领域、环节中，是一种影响较小的检测技术，特别是在综合影像检测、声音传导等领域，可以对多元化的状态进行形象化的诊断。

在公路桥梁工程建设中结合无损检测技术，能够将公路桥梁主体结构的质量缺点加以检测。在具体的检测过程中，通常能够结合超声波、磁场等检测方式对公路桥梁的内部缺陷加以探测，确保公路桥梁在建设过程中质量得到提升，计划得到顺利开展。利用设备仪器进行检测工作能够在第一时间检测出公路桥梁的特征性行为，为公路桥梁工程的推进和开展奠定良好基础，以此提供可靠的数据依据，如此一来该技术能够确保公路、桥梁的安全，检测出结构内部存在的问题和不足之处。在检测工作开展之前，要充分做好整合工作与检测检验工作，以科学、安全、稳定目标为前提。

首先，无损测试设备能够对公路桥梁的测试进行良好的信息收集，对于保障项目开展和运营过程中的安全性具有更为突出的作用，尤其能够提高公路桥梁具体运营过程的整体安全能力、耐久性能。而因为公路桥梁的安全特性直接关系到车辆安全和公众的生命财产安全，所以在维护公路交通安全的过程中，对高速公路的信息化工程的总体安全性检测就显得至关重要。具体的表现在：

第一，对于公路信息化工程中无法通过外观检查而找到的缺陷、瑕疵等情况在进行检测的过程中，通过采用无损测试的方法进行研究、了解，能够快速地对公路工程桥梁的设计特点做出更全面的剖析、理解，从而完整了解其运营状况及建设情况。第二，在施工的部分位置甚至是主要零部件的选取中，进行了精细化施工，以提高施工品质。第三，在对公路桥梁总体稳定性的测试上，能够降低测试时对公路桥梁主要构件的损伤，并且通过无损测试技术对公路桥梁检测的干扰程度降到最小化，进而有效提升公路桥梁运用的整体稳定性，从而全面保障公路桥梁在不出现损伤的前提下稳定运行[1]。

其次，无损检查方法显著提高了在公路桥梁工程检验中的准确性及其对检验结论研究的正确性。由于无损检验方法是在许多传统工程检验方法的基础上开展的，这也决定了无损检验方法具备传统工程检验的通用性与先进性，并且能够更有效地将传统的工程检验方法区分开。所以，在无损检验方法的运用过程中，能够对某些传统工程检验手段所无法实现的有效性加以弥补，特别是能够进一步提高公路桥梁工程检验的准确性，同时对于研究某些工程关键性的科技问题也有着极其特殊的使用价值，因为无损检验方法能够在对检验数据加以分析后，得到一个较为合理、精确的分析结论。所以，无损检测技术是一门现代化的有效运行、科学监测的技术方法，在高速公路桥梁的建设与运营过程中有着很大的使用价值。

再次，提高测试安全性。常规测试手段在使用过程中很容易对公路桥梁的构件产生破坏，进而造成安全隐患，同时在测试过程中测量人员的安全性也不能得以提高，所以在测试项目中采用无损测试技术是尤为重要的。在确保测试人员安全的情况下，迅速地对公路桥梁实施无损测试，确保测量任务能够正常有效进行。

最后，提高数据测量的整体效率。在测量工作中，只有高效率完成才能确保公路桥梁被正常应用于社会的各个方面，为人们出行提供便利条件。无损检测技术通常能够采用合适、科学的方法，对公路桥梁测量有着极为关键的作用与价值，因此相关人员要加速研究速度，研究出更加先进的无损检测技术，进而实现公路桥梁检测效率的提升。

2 常见的无损检测设备

2.1 抗滑检测仪

抗滑检测仪是中国公路工程桥梁测试技术中常用的检测仪器，主要分为摩擦力测试仪器、侧向力量系数的测试仪器等。而中国公路桥梁测试领域常用的抗滑检测仪也大多是侧向力量系数的测试仪器，对于中国公路桥梁测试领域有着非常关键的意义。

2.2 断面检测仪

断面检测仪主要是用来检查公路上桥梁表面的均匀度和车辙状况的，在实际应用的过程中往往需要对公路桥梁的断面进行更细致的检查，从而得到正确的信息。断面检测仪在运用的过程中需要对公路桥梁的坐标利用计算机手段加以测量，从而获取数据，以此提高公路桥梁测量结果的精度。

2.3 射线检测仪

射线检测仪主要是利用放射X射线对公路桥梁的内部结构实施检测。X辐射在检测流程中可以贯穿整个公路桥梁的内部结构，并且在与特定物体碰撞时还会产生化学反应，而如果公路桥梁的内部结构在检测流程中存在缺陷，X辐射的强度也会随着缺陷改变，从而使检查人员可以更清晰地观测出公路桥梁内部结构中出现的缺陷情况及其尺寸程度。

3 常见的无损检测技术

3.1 探地雷达检测技术

探地雷达检测是一个利用电磁回声实现对公路桥梁构造测量的方式，主要是利用发射机通过特定速度把电能放射出，并通过公路桥梁的构造表面，再通过对电能的传回，从而使设备或接收机能够在构筑表面上接收到反射信息。这种信号往往具有不同的介电常数，能量脉冲的传递也深受公路桥梁的构造、外形、材质等多种因素影响。探地雷达检测技术也具有相应的环境条件限制，如探地雷达检测技术无法对通过路面或桥梁内部的金属材料加以测试，对于突出的小尺度物质也不灵敏，同时探地雷达检测技术在潮湿的自然环境中也无法应用，并且无法在温度过低的自然环境中应用。

3.2 回声波检测技术

回声波检测技术能够比较完整地检查出公路桥面的钢筋混凝土结构被腐蚀的状况，基本原理就是在公路桥梁的主体构件表面形成应声波，并经过公路桥面的主体构造后，对其结构缺陷及其被腐蚀状态进行反射，而如果反应声波引起阻力变化，则声音将以不同频率的方式扩散，然后再利用传感器装置对声音的频率等信息加以记忆，并随着冲击器半径的变化，使声音输出和信号的频率也随之产生变化。正是因为回声波检测方法并无放射性危险，从而使该项方法能够得到充分的安全性保障。

在采用回声波检测法后，能够探测到公路桥面构造上金属孔洞的状态，从而精确测量出金属孔洞的深度、位置、厚度等。并且，回声检测技术的难度很小，仅需对一面进行测量就能够了解公路桥梁的内部状态。但是回声检测技术的应用存在很大的限制，由于只能测量大体积孔洞，因此导致测量的公路桥梁的孔洞最小体积都很大，在局部可能超过对其耐久性有威胁的孔洞体积[2]。

3.3 射线探伤检测技术

射线探伤检测技术主要是通过将底片安装于地面预应力混凝土构件之上，并利用对地面放射X射线进而拟定出带有孔洞的公路桥梁构件影像的。射线探伤检测技术能够比较精准地定义破坏范围和孔洞的部位以及大小等。该种技术主要应用于已投入使用的公路桥梁构件检测，并且能够从地面实时数据库中迅速得到结果图像。不过，尽管该种技术测定出的结果图片比较准确，而且所需要作业人数也较少，但是因为在实际应用过程中往往需要大量的光探射线穿过公路桥梁构件，增加了测量成本，从而对公路桥梁构件的安全隐患控制和结构整体性提出了较高的技术要求。

3.4 图像无损检测技术

图像无损检测技术主要分为红外成像和激光全息生成图像两个方案。红外成像检查技术主要是利用在公路桥梁结构中导热性能不同的金属材料的不同性质来实现公路桥梁结构检查的。而由于材料热传导状况的不同，也因此使红外成像检查技术能够对公路桥梁结构进行全方位的检查。激光全息图像生成技术是一项精确、直观性强的测量技术。技术基本原理主要是利用全息照相术对公路桥梁的内部结构进行摄影，通过分析得到图像，再经过运算确定大力学量的运动过程。图像无损检测技术在确保检测人员安全的情况下，大大提高了效率。

3.5 激光无损检测技术

激光无损检测技术具备高方向性和衍射性强的特性，产生了极高的光度，而且光度越高，代表激光检测技术的光电压就越强，其对光电压响应的强弱是反映公路桥梁构造情况的有效依据。在实际应用过程中，检验技术人员往往能够利用激光的亮度变化确定公路桥梁构造中的问题，并适时实施抢修。

3.6 频谱分析技术

在公路桥梁检测工作开展过程中，频谱分析技术主要是通过信息化数据传输功能在不同类型的介质以及模式下对公路桥梁的实际技术情况加以分析，做好数据的整合处理工作的。对于频谱传输工作而言，要充分结合波的长短、频率以及周期等参数的变化情况对公路桥梁的不同缺陷位置进行检测，并对静态化的特点与动态化的特点加以科学化的检测工作。所以，频谱分析技术能够较好地对公路桥梁的独有特征加以理论化处理，最终将分析的结论加以整合。在当下的桥梁公路检测工作中，位移传感器、速度传感器与加速度传感器是频谱分析技术中最为常见的机器，特别是加速度传感器。传感器在桥梁动荷载检测工作中，能够利用所检测到的波形实行极分化位移波形图的转化，最终转化为频谱图。这种频谱分析技术的应用能够得到桥梁结构的自振频率，进而实现桥梁公路的动态化特征认识。因传感器有着不同的发生频率，利用频谱分析技术的方法加以分析，能够检测不同公路桥梁不同位置的不同特点，实现公路桥梁实际技术情况的明确。

4 无损检测技术在公路桥梁设计测试中的应用措施

4.1 加强无损检测技术与设备的研究

公路桥梁结构测试工作开展的必要前提条件是技术和先进设备的研究。随着科学技术的发展，使公路桥梁的施工技术、建筑材料、结构构造等都在实时地产生变化，结构测试技术水平也需要随着公路桥梁的建设变化而提高。当前采用的无损检测技术并不能完成全部的结构测试工作，因此必须加强研发力量，只有研发出相关的无损检测技术和装置，才能确保公路桥梁结构测试的技术水平可以持续提升，从而确保公路桥梁结构测试工作的品质。

4.2 提高检验技术人员的专业知识和技术素养

在公路桥梁结构检验工作流程中，必须接触各类现代化的检验仪器设备与信息技术，对检验技术人员的专业知识和综合素养的要求更高。所以，测试技术人员在平时工作中，除了要有效完成测试任务外，也要定期进行相关专业知识和综合素养能力的训练。而相关技术主管部门也应该注重在市场举办有关的专业技术知识训练课、无损测试技术讲座，以培养测试队伍的技能专业化水平和提升其综合素养能力，为国家公路桥梁结构测试奠定良好的人员基础，使测试工作能够更有效地进行。

5 无损检测技术的注意事项

第一，超声波检测技术适合使用在检测公路和桥梁结构的细小缺陷中，对于结构较大的内部结构，往往会出现准确度下降的问题，所以路基结构检测不应应用超声波无损检测。

第二，光纤传感器无损检测准确度较高，主要的原因便是在某个检测指标对公路和桥梁结构缺陷强弱的基础上对内部缺陷情况加以判断。此技术主要被使用在大跨径桥梁中，但是需要配合其他的检测技术，只有如此才能够对大跨径桥内部的钢筋、拉索等结构的缺陷进行检测。

第三，电化学无损检测技术只能够被使用在钢筋构件的内部缺陷，用于恶劣施工情况下钢筋混凝土构件中的钢筋腐蚀与退化形势下。联合其他检测技术使用才可以获取更加准确的检测结果。

6 结语

总之，无损检测技术在公路桥梁检测工作中有着十分重要的价值，在最大程度上确保桥梁主体结构不被破坏，为桥梁的施工与运行提供保障，明晰公路桥梁内部缺陷的具体情况，对于桥梁的技术情况加以分析和了解。利用频谱分析、图像分析以及超声检测技术实现桥梁检测工作水平的提升，无损检测技术将得到广泛应用，为我国桥梁建设发展奠定基础。