關于道橋無損檢測的研究
2015-06-23
1.前言
隨著我國大規(guī)模的交通建設，一些已建的高等級道路以及一些大型的橋梁、隧道等結構的使用安全性問題也顯得日益突出，為此，為無損檢測技術的發(fā)展提供了很好的發(fā)展市場，同時也為無損檢測技術的應用提出了更高的要求。因此，無損檢測技術的研究與開發(fā)具有廣闊的前景。
2.無損檢測技術的特點
無損檢測技術是指在不影響結構或構件性能的前提下，通過測定某些適當?shù)奈锢砹縼砼袛嘟Y構或構件某些性能是否發(fā)生改變的檢測方法。無損檢測技術是多學科緊密結合的高技術產(chǎn)物，現(xiàn)代材料學和應用物理學的發(fā)展為無損檢測技術奠定了理論基礎，而現(xiàn)代電子技術和計算機科學的發(fā)展又為無損檢測技術提供了現(xiàn)代化的測試工具。
3.無損檢測技術在道橋檢測中的應用
3.1超聲波儀器檢測混凝土灌注樁
超聲脈沖波在混凝土中傳播速度的快慢，與混凝土的密實程度有直接關系，對于原材料、配合比、齡期及測試距離一定的混凝土來說，聲速高則混凝土密實，相反則混凝土不密實。當有空洞或裂縫存在時， 便破壞了混凝土的整體性， 超聲脈沖波只能繞過空洞或裂縫傳播到接收換能器， 因此傳播的路程增大，測得的聲時必然偏長或聲速降低。根據(jù)上述原理，即可對樁身混凝 土的完整性、內(nèi)部缺陷性質、位置以及樁混凝土總體均勻性等級等做出判斷。超聲波透射法檢測鉆孔灌注樁很好的運用了電子信息技術，使它為工程建設提供了科學依據(jù)， 能直觀而準確地檢測出樁身混凝土的內(nèi)部缺陷，是當前混凝土灌注樁檢測技術的重要方法。
3.2核子密度儀測定實壓度
核子密度儀是利用同位素放射原理實時檢測土工建筑材料的密度和濕度的電子儀器。 該儀器中的讀數(shù)顯示設備（如液晶顯示器、脈沖計數(shù)器、數(shù)率表或直接讀數(shù)表）很好的運用了電子信息技術。核子密度儀通常安裝有一個密封的10毫居里的銫 137 伽瑪源和一個密封的 50毫居里的镅 241/ 鈹中子源，儀器中還安裝有密度和濕度兩種射線探測器，分別與伽瑪源和中子源共同對被測材料的密度和濕度進行測量。
本儀器適用于以散射法或直接透射法測定路基或路面材料的密度和含水量，并計算施工壓實度，在施工質量的現(xiàn)場快速評定中廣泛應用。
3.3平整度儀器檢測路面平整度
路面平整度測量儀采用了微處理和大規(guī)模集成電路技術，該儀器的整機集成度和系統(tǒng)工作的可靠性，使整機系統(tǒng)的各項性能穩(wěn)定，內(nèi)部采用單 CPU 結構，負責顯示、打印、計算、 通信、采集數(shù)據(jù)等功能；采用中斷方式采樣數(shù)據(jù)，因而可連續(xù)進行測量，而不中斷。一起自動計算距離，每測1000個點內(nèi)存時，采樣間距取0.1米，則可連續(xù)測25公里。
3.4道橋裂縫的無損檢測與監(jiān)測技術
3.4.1超聲波檢測
超聲波法用于非破損檢測，就是以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息的一種方法，目前超聲法己應用于醫(yī)療診斷、鋼材探傷、魚群探測等許多領域。在這些領域里，由于組成顆粒小密度大，密度分部也很均勻，所以聲波能很好地傳播，對其內(nèi)部缺陷及其位置等都能準確地檢測出來。掌握混凝土表面產(chǎn)生的裂縫深度，對耐久性診斷和研究修補加固對策有重要意義。測定裂縫深度，基本上都是將發(fā)射探頭和接收探頭，布置在混凝土同一面上的裂縫附近，但由于所選用的波形種類（縱波、橫波及表面波）和聲學參數(shù)（聲速、頻率、相位等）的不同，已有許多種具體方法。
3.4.2沖擊彈性波法
一般把彈性體內(nèi)傳播的波總稱為彈性波，用人工發(fā)射彈性波到彈性體內(nèi)，探測彈性體內(nèi)的狀態(tài)，是廣義的彈性波探測法。沖擊彈性波法與超聲波法的原理是一樣的，但遠比超聲波測定的裂縫深度深，沖擊彈性波法只能檢測擴展方向與表面成直角，沒有分支的單純裂縫。
3.4.3聲發(fā)射檢測法
聲發(fā)射檢測法也是利用彈性波進行聲學檢測的具體檢測方法檢測裂縫，和其他方法最大的不同是只能檢測正在發(fā)生的裂縫，不能檢測已發(fā)生的舊裂縫，對正在發(fā)生的裂縫可檢測裂縫發(fā)生的位置（聲發(fā)射源定位），裂縫的大小，擴展情況和種類，以及裂縫的深度等。
3.4.4 攝影檢測法攝影檢測法主要用作調查混凝土表面的裂縫攝影法包括普通照相機、錄象機、放射線、紅外線攝影等進行檢測。
3.4.5傳感儀器監(jiān)測利用埋設在混凝土中的儀器進行裂縫監(jiān)測，常規(guī)技術是利用卡爾遜式或弦式測縫計，其控制范圍僅0.12-1，屬點式檢測，由于裂縫出現(xiàn)的空間隨機性，因此往往漏檢，為了及時無遺漏地監(jiān)測裂縫，必須實施大范圍的、連續(xù)、分布式監(jiān)測，即所謂全分布監(jiān)測。
3.4.6針對混凝土裂縫檢測的特點，研制出基于光時域反射技術的光纖裂縫傳感網(wǎng)絡，可實現(xiàn)橋梁混凝土結構的分布檢測，凡裂縫與光纖傳感網(wǎng)絡相交，均可感知，并可定寬、定位、定向。
4.促進與改善道橋無損檢測的思路方法對策
4.1依靠現(xiàn)代科技對行業(yè)檢測技術進行突破
我國現(xiàn)有的道橋無損檢測技術大多首先是從國外引進，因此其價格都比較貴，在我國進行大范圍的運用推廣在技術上以及經(jīng)濟上存在一定的難度。針對該情況，為使該技術能在我國得到廣泛地推廣應用，必須在掌握該類檢測技術的同時盡可能地根據(jù)我國國情進行自主的技術創(chuàng)新，依靠現(xiàn)代的科學技術進行研究，使我國的行業(yè)檢測技術在國際行業(yè)檢測技術上有所突破。
4.2完善行業(yè)檢測的內(nèi)容
道路工程是由點、線、面所組成呈帶狀分布的系統(tǒng)工程，它涉及的內(nèi)容比較多、范圍比較廣。可以利用檢測設備對橋梁的橋面結構、混凝土橋梁結構、鋼橋結構、橋梁的下部結構、道路路基路面結構、擋土墻結構以及橋梁地基基礎結構等道橋工程多方面地進行全方位的檢測，從而不僅使行業(yè)的檢測技術領域得到發(fā)展，而且使行業(yè)檢測的內(nèi)容也得以完整與補充。
4.3加強行業(yè)隊伍的建設
為促進我國行業(yè)檢測技術水平的提高，很有必要加強行業(yè)檢測隊伍的建設，如高校設置行業(yè)檢測專業(yè)、對從事行業(yè)檢測的技術人員要時常進行專業(yè)技術的培訓、相應地建立行業(yè)檢測技術規(guī)范以及檢測技術評定標準等。只有這樣才能使我國的行業(yè)檢測隊伍不斷地走向規(guī)范化。
5.結語
無損檢測技術是多學科綜合的一門應用技術，是建立在基礎學科的基礎之上的，因此要使該項技術得以快速發(fā)展，必須首先加強各相關基礎學科的研究，只有從基礎理論中不斷吸收養(yǎng)分，無損檢測技術才能不斷完善和發(fā)展。在無損檢測技術的研究中，應善于把基礎理論與工程實踐結合起來，建立起理論研究與工程應用聯(lián)系的橋梁，這樣才能完善現(xiàn)有的方法。
