市政钢结构桥梁无损检测技术应用研究

刘小卫

（广西壮族自治区建筑工程质量检测中心有限公司，广西 南宁 530005）

0 引言

在城市化建设过程中，市政桥梁工程建设是必要建设工程。相比于传统的桥梁工程建筑，钢结构桥梁工程具有重量更轻、实用性更强、装配更加简单的优势，在全国各地区市政桥梁工程建设中，有着极为广泛性的应用，并取得了良好的效果。随着新型科技的创新和社会经济的发展，钢结构桥梁工程建设也实现全新发展。然而在钢结构桥梁工程应用中，同样也存在各种安全和实用问题。加强对市政工程中钢结构桥梁的检测工作，是十分必要和十分重要的。无损检测技术的出现和应用，极大提高了市政钢结构桥梁工程检测品质和效益，可以及时发现钢结构桥梁工程建设存在问题，将钢结构桥梁工程各种安全品质隐患进行提前处理。

1 市政工程中钢结构桥梁特征及优势

1.1 市政工程中钢结构桥梁基本特征

在日常市政桥梁工程建设施工中，钢结构桥梁工程施工是重要组成和内容。与其他工程建设环节不同，钢结构桥梁工程施工，主要是利用各种钢材为原材料，通过钢材之间的组装和连接，进而搭建出安全性高、使用方便的桥梁工程结构项目。与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构桥梁工程施工中，最为突出的特点是，对钢材、钢件、连接件有着大量的需求[1]。但是与钢筋混凝土结构相比，钢结构桥梁工程强度更高、性能更好且成本投资更低，而且桥梁工程建设施工进度和效率更高。与此同时，钢结构桥梁工程施工建设具有极强的灵活性，无论高层重型市政桥梁工程、大跨度市政桥梁工程，还是轻钢市政桥梁工程等，都可以实现更为广泛性应用。尤其在多元化桥梁工程空间打造方面，钢结构桥梁工程可以充分发挥出自身优势，大大提高钢结构桥梁工程社会效益经济效益水平的发挥。钢结构桥梁建设效果如图1 所示。

图1 钢结构桥梁建设效果

1.2 市政工程中钢结构桥梁应用优势

近些年来，在城镇化时代发展背景下，市政桥梁工程建设如火如荼进行中。市政桥梁工程建设中的钢结构工程类型，在现代化市场发展中，应用越来越广泛普及。与传统的钢筋混凝土工程结构相比，市政桥梁工程项目施工中，钢结构技术应用，具有明显的优势和特色。①桥梁工程钢结构技术应用性能极为优越。钢结构是多元化元素的组合体，如锰、硅等元素，都是钢结构的重要组成。加之水泥、混凝土等材料配合，使得钢结构呈现出强度高、硬度大的特点。而且钢结构还具有承受能力强、容纳能力高的特点[2]。甚至在抗震性方面，钢结构项目同样具有极强的优势。市政桥梁工程建设过程中，可以根据桥梁工程建设需要，锻制出具有特殊功能的钢材，如专用钢、不锈钢、耐热钢等，可以很好的适用于各类工程建设中。②钢结构技术应用可塑性较好。钢材的塑性一般指应力超过屈服点后，具有显著的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材型性变形能力的主要指标，是伸长率和断面收缩率。钢结构中具有一定的碳元素，因而提高了其韧性与可塑性，只要超过钢材自身所能承受最大压力，钢结构可以按照设计要求进行造型上的改变。也正是因如此，使得市政桥梁工程施工中，钢结构技术优势得以充分的展现出来，大大提高了市政桥梁工程建设和应用效益[3]。钢结构桥梁施工如图2所示。

图2 钢结构桥梁施工

2 现代化无损检测技术概述及运作原理

2.1 现代化无损检测技术基本概述

无损检测技术，字如其义，具体指的是，在对市政钢结构桥梁工程进行检测时，不会伤害到市政钢结构桥梁的结构和稳定。无损检测技术其实在各行各业中，都有着极为广泛性的应用，尤其在建筑类和工程类行业中，无损检测技术的应用更为广泛。无损检测技术类型众多，如超声检测技术、磁粉检测技术、渗透检测技术、射线检测技术、超声相控阵扫描检测技术等，都有很好的检测应用效果。无损检测技术可以充分利用光电灯介质，实现对市政钢结构桥梁工程性能的参数分析，从而发现出市政钢结构桥梁工程中，存在的质量缺陷和问题故障。目前我国各地区的市政钢结构桥梁工程，其连接方式往往以高强螺栓、铆接、焊接等三种主要形式为主[4]。其中最为广泛使用的连接方式是以焊接为首。市政钢结构桥梁工程焊接部位，会由于焊接工艺的不同，而使得焊接位置出现薄弱质量问题。通过无损检测技术的应用，可以实现对市政钢结构桥梁工程整体质量检测，将质量缺陷和问题故障直接扼杀在摇篮里，避免给社会经济发展群众安全带来灾难。钢结构桥梁无损检测作业如图3 所示。

图3 钢结构桥梁无损检测作业

2.2 无损检测技术基本运作原理

随着技术的不断迭代和更新，我国无损检测技术，已经达到了国际先进水平。尤其是随着市政工程行业的发展，为规范无损检测技术行为，保证无损检测技术品质，国家出台了相关检测技术规范，为无损检测技术的广泛应用提供制度和法律保障。无损检测技术，主要是利用发射法、透射法，对市政工程进行相应检测。相比于投射法，发射法的精准度要高很多。无损检测技术的发射法，主要利用脉冲回波的探伤原理，对市政工程进行相应检测。无损检测技术的发射法，主要运行机制和过程如下：脉冲发射器对超声波进行脉冲释放，超声波中的短脉冲径，可以直接将探头送至试件中，在接触到试件时，短脉冲径会产生回波，如果试件本身存在问题或者缺陷，那么回波的波幅和传输速度，会有一定的变化幅度[5]。且此种变化幅度会直接在处理器DMS 的示波器上进行显示。例如，如果通过超声波中的短脉冲径传输与检测，得到了试件内声速（V），那么在示波器上，则会直接显示出脉冲传播时间，进而获得缺陷深度（H）。通过类似数据信息获得，使得技术人员可第一时间对市政工程的施工材料、施工品质进行精准检测监控。射线检测技术作业应用如图4 所示。

图4 射线检测技术作业应用

3 市政钢结构桥梁无损检测技术应用注意事项

市政钢结构桥梁工程建设中，对于无损检测技术的应用，并没有通用的技术方法，而是要根据不同地区不同市政钢结构桥梁工程项目需求，根据钢结构桥梁物理特性，进行相应无损检测技术的筛选[6]。要因地制宜进行技术方法选择。在进行实际的市政钢结构桥梁无损检测技术应用时，需要注意如下问题。

在提前做好无损检测仪器设备参数设置基础上，桥梁钢结构检测技术人员，还要全面化和细致化确定好钢结构检测内容。尤其在是市政钢结构检测的核心部位，如对接焊缝、角接焊缝、异型焊缝等，都要进行检测内容细化开展。

（1）桥梁钢结构对接焊缝检测。对接焊缝缺陷检测时，需要确认焊接缺陷的模拟试块，并对对接焊缝检测中，所使用的检测仪器设备进行参数设置。通过对平板焊接的检测，得出检测结果和检测数据信息。桥梁钢结构对接焊缝试块中，比较常见的缺陷问题，如裂缝、气孔、夹渣、未焊透等。对于桥梁钢结构焊缝检测，建议使用超声检测技术，可以比较精准找出焊接缺陷的位置、长度、深度和高度，实现对桥梁钢结构平板焊接缺陷和问题的精准化检测[7]。

（2）桥梁钢结构角接焊缝检测。在市政工程桥梁钢结构角接焊缝检测作业时，检测情况相对要复杂，一般是分为Y 型角接焊缝和T 型焊缝两种情况。角焊缝一般用磁粉或者渗透探伤检测。对接焊缝是超声波和射线探伤。可以得到在Y 型角接焊缝和T 型接焊缝两种焊接形式中，缺陷高度、长度、宽度、深度检测信息[8]。

4 现阶段无损检测技术常用方法

现阶段无损检测技术应用中，常用的方法主要有两种，一种是液体浸润方法，另一种是直接接触方法。

（1）液体浸润方法。液体浸润方法相比于直接接触方法较为复杂，液体浸润方法的基本运作原理，主要利用探头发射的超声波，辐射对应厚度的耦合液面，使得交界处发出声波反射，从而得到检测结果的技术手段。液体浸润方法的主要核心要素是耦合液，声波可以在耦合液防护作用下，使得大多数的声波，可以直接进入市政工程施工内部中，在最大程度上预防声波浪费的情况发生。如果市政工程内部出现缺陷和问题，则缺陷处会出现声波反射现象。液体浸润方法使用中，探头并不会直接进入市政工程施工内部中，可以保证声波的发送和接受，具备一定的稳定性，从而使得液体浸润方法检测效率大大的提升[9]。

（2）直接接触方法。直接接触方法是无损检测技术中，最为常用最为普遍且应用范围最广的方法。直接接触方法主要是对市政工程的基础性问题进行检测的技术形式。直接接触方法的运作原理，是建立在耦合的基础上，利用超声波的探头，对市政工程施工表面进行接触，从而使得超声波辐射到不同介质上，或者同一介质的不同位置上，然后按照反馈回来的波形，对市政工程部位介质进行检测。直接接触方法为了保证超声波有效发射和接收要求，技术人员可以在正式的检测前，对实施检测对象里的空气进行排除。一般来讲，检测单位会在探头和检测对象之间，涂抹一层耦合剂，使得空气可以得到有效的排除，进而使得直接接触方法的检查障碍得以清除，使得最终的检测精准度更高。另外，正式实行直接接触方法时，检测单位还要对施工和检测对象的表面加以检查，保证检测对象表面的平滑度，要基本符合耦合剂的相关要求。如果检测对象表面平滑度达不到指标要求，则需要利用相关手段和方法，对其表面进行打磨和清理，从而使得直接接触方法检测精准度更高[10]。需要注意的是，直接接触方法中，对于耦合剂的应用，其目的是为保持超声波的传递性能。在耦合剂使用时，检测单位也要考虑耦合剂阻抗高声性能，阻抗高声性能越强，则在直接接触方法应用时检测精度会更高。

5 结语

综上所述，在市政钢结构桥梁无损检测中，无损检测技术类型众多。在实际的无损检测技术应用时，要根据不同市政钢结构桥梁工程需求，根据钢结构桥梁物理特性，来因地制宜进行相应无损检测技术选择。市政钢结构桥梁无损检测工作中，并没有什么通用的技术形式。不同类型的无损检测技术，其缺点和优点都是极为明显的。今后在进行市政钢结构桥梁无损检测时，要做好无损检测技术选择和应用，针对不同钢结构部位损伤情况，得出最好的钢结构桥梁检测结果。