无损检测技术在道路桥梁检测中的应用研究

李俊德

（烟台市蓬莱公路建设养护中心，山东蓬莱 265600）

0 引言

在道路桥梁工程建设中，检测工作发挥着非常重要的作用，对于保障道路桥梁整体的质量和运行安全意义重大。近年来，无损检测技术开始被广泛应用在各个领域，取得十分显著的效果，将其应用到道路桥梁检测中，能够在不对桥梁主体结构造成损伤的情况下，实现结构性能检测，找出结构中可能存在的病害，有助于延长道路桥梁的使用寿命，保障其运行安全。

1 无损检测技术概述

对比常规的检测技术，无损检测技术可以在不对桥梁结构完整性造成破坏、不影响结构性能的基础上，对其内部结构的分布情况进行探究，并进行各项指标参数的检测，对照检测结果对结构的特征和性能进行判断。无损检测技术的特征体现在以下几个方面[1-3]：

1.1 无损性

道路桥梁结构相对复杂，工程量巨大，施工难度大，影响因素众多，在施工和运行中很容易出现各种各样的病害和隐患，易对道路桥梁的使用寿命和使用安全产生巨大影响。无损检测技术能够通过多样化的检测方式，在不破坏甚至不接触桥梁结构的情况下，对其进行全面系统性检测。

1.2 精确性

无损检测技术在实际应用中，需要借助一些精密的仪器设备，因此对于检测人员的专业能力有着很高的要求，需要检测人员严格依照规范化的流程进行操作。而通过不同无损检测技术之间的验证，能够切实提高检测结果的精准性和可靠性。

1.3 全面性

无损检测技术可以实现对被检测对象的全面检测，这也是常规检测技术无法实现的。

1.4 全程性

一般情况下，常规的破坏性检测仅适用于原材料检测，成品在检测后就会被破坏，失去自身价值。无损检测技术不会对被检测对象造成损坏，因此能够实现对于材料、半成品和最终产品的全过程检测，跟踪产品的质量变化，确保在出现问题时能够及时进行处理，规避成品质量缺陷，最大限度地保障最终产品的质量和性能。

2 道路桥梁检测中无损检测技术的优势

对比常规的建筑工程，道路桥梁具有投资更大、施工周期更长的特点，在道路桥梁施工建设以及运营阶段，质量影响因素众多，为了能够最大限度地保障工程的施工质量，保障道路桥梁的运行安全，有关部门需要落实好桥梁检测。将无损检测技术应用到道路桥梁检测中，有着十分明显的优势[4-6]：

一是无损检测技术体系已经基本成熟。无损检测技术在道路桥梁工程中已经基本形成完善的技术体系，只要操作规范，基本不会出现明显的缺陷和问题。因为道路桥梁结构规模体系庞大，需要检测的内容较多，不同结构和体系之间不管是性能还是受力情况，都可能存在较大差异，而且桥梁内部的动力特性以及刚度也会有所不同，因此，现代道路桥梁检测工作十分复杂。在这种情况下，要想保障道路桥梁的检测效果，就必须将可能存在的影响因素全部考虑在内，常规的检测技术虽然有效，但是会对桥梁结构造成损伤，而无损检测技术不仅具备“无损性”，还可以实现动态检测以及多种方法联合检测，如果在检测过程中，发现一种检测方法存在明显的缺漏或者不足，可以选择其他方法进行辅助，有助于缩短检测时间，提高检测精度。

二是不会对道路桥梁结构造成破坏。道路桥梁检测技术十分丰富，无损检测技术是其中应用较为广泛的一种，也是最受欢迎的一种，其不会对道路桥梁结构的完整性造成破坏，同时可以切实保障检测数据的准确性，为道路桥梁的质量管控和维修养护提供便利。无损检测技术在道路桥梁检测中的应用，能够有效减少人力、物力方面的投入，也可以对重点位置进行检测，获取可靠的数据信息。

三是有着良好的发展前景。伴随着经济的快速发展，道路桥梁工程的数量进一步增加，检测工作中需要面对的问题也更加复杂。如果不能对检测技术进行持续的优化创新，则检测结果的准确性和可靠性会受到影响。无损检测技术在对道路桥梁的日常检测中，使用灵活，适用范围广，在弥补传统检测技术缺陷的同时，还可以提高检测效率。不仅如此，无损检测技术也可以实现与其他检测技术的联合使用，具备良好的发展前景和拓展空间。

3 道路桥梁检测中无损检测技术的应用

3.1 超声检测技术

超声检测技术的基本原理是利用相关设备，发射0.4～4MHz 频率的超声波，收集超声波在物体内部的传输信息，以此来获取其内部结构情况。超声检测技术的基本原理如图1 所示。

图1 超声检测技术基本原理

超声波是一种高频声波，其在传输过程中，需要满足声波传输的一般规律。将超声检测技术应用到道路桥梁检测中，需要先确定好检测部位，设置好超声波发生装置，装置发出的超声波会在桥梁结构内部传输，如果桥梁结构中存在缝隙或者损伤，超声波会出现反射情况，接收装置在完成对反射波的接收后，可以通过对其状态的分析，判断桥梁结构的完整性以及损伤状况。实际应用环节，可以通过在介质中设置传感器的方式，测量超声波的传输时间，依照传输时间、传输距离和传输速度等，计算超声波波速，再对比其正常传播速度，可以确定材料的性能参数，包括抗压强度、抗折强度等，同时也能够找出桥梁结构中存在的缺陷。当然，超声波在桥梁结构内部的传输也会因为各种因素的影响而出现误差，举例说明，当桥梁结构内部存在空气或者水分时，超声波的传输速率、传输时间等都会发生变化，继而导致检测结果出现偏差[7]。

3.2 射线检测技术

射线检测技术在道路桥梁检测中有着较为广泛的应用，其基本原理是在桥梁结构中设置相应的底片，借助敏感底片完成对缺陷的有效探测，可以准确找出结构中存在的空洞以及钢筋断裂现象。在实际应用中，检测装置发出的X 射线可以穿透厚度约40cm 的物体，获取物体内部的清晰图像，从而使检测人员对故障进行精准判断。当然，射线检测技术同样存在一定缺陷，如需要设置较多的探射源、无法实现对于后截面的穿透等，而且射线检测技术在应用中需要投入较高的成本，需要检测人员依照工程建设的具体情况和现实需求，慎重选择。

3.3 磁粉探伤技术

磁粉探伤技术是借助磁性材料，与桥梁结构产生磁感应，检测人员对磁力线的密度和分布情况进行观察，以此来判断桥梁结构内部是否存在缺陷。一般情况下，当其内部结构存在缺陷时，磁力线会产生相应变化，出现漏磁场的现象，继而引发材料表面磁粉的变化，可以为缺陷分析提供参考。磁粉探伤技术的灵敏度高，检测迅速，而且成本相对较低，不过要求被检测结构能够被磁化，同时也仅能针对浅部缺陷进行检测，存在一定局限性。

3.4 探地雷达检测技术

探地雷达检测技术如图2 所示，其基本原理是利用专业的探地雷达，向需要检测的区域发射脉冲（宽频单脉冲、高频电磁脉冲等），脉冲会在结构中进行快速传输，在遇到不同电性介质交接区域时，会出现部分反射的情况，反射脉冲被接收天线接收。检测人员可以对反射回来的脉冲信号进行分析，依照分析结果，判断桥梁结构是否完整，是否存在缺陷和问题。探地雷达检测技术操作简单，检测速度快，受环境因素影响小，检测结果精度高，能够对桥面密实度进行检测，也可以测定基层的厚度、含水量等参数，实用性较好。

图2 探地雷达检测技术

3.5 图像检测技术

从实践的角度来看，图像检测技术大致包含两种不同的形式[8]：

3.5.1 红外成像技术

红外成像技术的基本原理是利用专业的红外热像仪设备，通过红外线来探测桥梁结构，明确不同区域的温度分布，绘制相应的红外热像图，检测人员可以从红外热像图中，确认桥梁结构内部缺陷。红外成像技术主要是利用不同材料具备不同导热性能的特点，利用高精度、高敏感度的热敏传感器，针对桥梁结构内部温度的实际分布情况进行检测，并且通过红外热像图的形式直观展示桥梁结构的内部情况。

3.5.2 激光全息技术

激光全息技术的基本原理是利用全息摄影精准获取桥梁结构的高清图像，对照图像数据进行全面深入的分析，计算桥梁结构的力学参数，继而判断桥梁在运行中的实际状态。

图像检测技术本身有着极高的检测精度，可以实现对桥梁结构的全面检测，并且将检测结果直观展示出来，备受检测人员的青睐。

3.6 光纤传感技术

光纤传感技术是借助部分物理量本身的敏感性，将外界的物理量转化为光信号，以此来实现对道路桥梁的无损检测。光纤传感检测技术在很多领域都有着良好的应用，将其应用到道路桥梁检测中，能够对桥梁中混凝土结构的内部应力、钢索索力等进行检测。对比常规的传感器检测技术，光纤应变传感器有着十分丰富的类型，更加轻便、灵活性强，受外部环境及被检测对象的影响较小，可以很好地适应恶劣环境，包括高压、腐蚀等，实用性很强。不过，光纤传感检测器的价格相对较高，一定程度上拉高了技术应用的成本，这也是其没有在道路桥梁检测中得到普及的一个重要原因。

3.7 频谱分析技术

频谱分析技术是依照不同介质具备不同表面波传播频率的特性，检测和判断结构的状态。将频谱分析技术应用到道路桥梁无损检测中，要求检测人员在需要检测的结构表面，施加瞬时冲击力，力的方向需要与结构面保持垂直，这样会产生瑞雷波面，其主要是以振源为中心，同时具备多种不同的频率，通过在不同位置施力的方式，可以得到不同的瑞雷波面信号，配合安装在相应位置的传感器设备，可以检测瑞雷波的频率，确定不同深度分层介质的力学参数。对比常规检测技术，频谱分析技术有着更高的检测频率和更快的检测速度，可以对道路桥梁中不同分层介质的层间接触情况以及厚度均匀性进行检测。

4 结语

总而言之，道路桥梁检测工作与其质量和安全密切相关，需要得到足够的重视。将无损检测技术应用到道路桥梁检测中，可以取得良好的检测效果，能够找出结构中存在的缺陷和病害，在保障结构稳定性和安全性的同时，延长其使用寿命。从检测人员的角度来说，需要熟悉无损检测技术的方法和原理，对照道路桥梁的实际情况选择恰当的技术，保障检测结果的有效性。