公路橋梁無損檢測(cè)技術(shù)探討

趙盈江

(云南公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心)

1 橋梁無損檢測(cè)技術(shù)的意義

橋梁技術(shù)的高速發(fā)展導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)損傷評(píng)定方法的多樣化，越來越依賴儀器檢測(cè)。無損檢測(cè)技術(shù)主要在結(jié)構(gòu)安全宏觀力學(xué)性能以及宏觀的缺陷測(cè)試中使用。在橋梁工程應(yīng)用中，主要和橋梁自身材料以及結(jié)構(gòu)特征判定上使用，選取可以直接反映橋梁性能的物理量，確定彼此之間存在的函數(shù)關(guān)系。無損檢測(cè)技術(shù)的使用范圍較廣，從整體上對(duì)其進(jìn)行分類可以分為整體結(jié)構(gòu)識(shí)別與局部結(jié)構(gòu)識(shí)別。因?yàn)闃蛄菏嵌嗖牧洗钆錁?gòu)成的個(gè)體，不同結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成的綜合性系統(tǒng)的應(yīng)力狀態(tài)與易損程度也存在一定的差異，所以橋梁檢測(cè)范圍也比較廣泛，多項(xiàng)目檢測(cè)提升了橋梁檢測(cè)工作的難度。想要徹底的了解橋梁損傷情況，作為檢測(cè)人員首先應(yīng)當(dāng)研究會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆損傷的因素，因?yàn)闃蛄弘S著使用年限的不斷增加，出現(xiàn)問題的必然的，但是可以通過事先檢測(cè)的方式將嚴(yán)重的問題扼殺在萌芽中，從這一角度分析，將橋梁損傷整理分類為材料損傷以及結(jié)構(gòu)損傷是最符合實(shí)際工程情況的。鋼筋與混凝土是橋梁的主要組成部分，橋梁使用環(huán)境與實(shí)際受力情況會(huì)直接影響到橋梁損傷的形成與發(fā)展?fàn)顩r，反映到材料本體就會(huì)體現(xiàn)在疲勞損傷以及鋼筋的銹蝕上。

2 橋梁無損檢測(cè)方式

2.1 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

半破損法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是公路橋梁檢測(cè)中比較常見的一種檢測(cè)方式，在不影響構(gòu)件整體承載能力的基礎(chǔ)上，直接在橋梁構(gòu)件上進(jìn)行局部性的破壞試驗(yàn)，有時(shí)也會(huì)根據(jù)實(shí)際情況通過鉆取芯樣的方式來進(jìn)行試驗(yàn)。常見的鉆芯法、射擊法等都屬于該范疇。鉆芯法主要使用鉆機(jī)來完成，從結(jié)構(gòu)混凝土當(dāng)中通過鉆取芯樣進(jìn)行試壓的方式來檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度，也可以通過該方式來檢測(cè)混凝土的內(nèi)部質(zhì)量。鉆芯法檢測(cè)比較直觀，結(jié)果精準(zhǔn)，但是該檢測(cè)方法會(huì)損壞橋梁本體，對(duì)構(gòu)件造成的負(fù)面影響比較大，檢測(cè)成本高，所以通常會(huì)柔性的將鉆芯法與其余檢測(cè)方法相互結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，減少對(duì)橋梁造成的負(fù)面影響。射擊法也被稱之為探針法或者是貫入阻力法，使用溫澤探針將硬質(zhì)的合金釘打入混凝土當(dāng)中，檢測(cè)釘體外露的長(zhǎng)度，將其作為混凝土貫入的阻力度量，通過外露長(zhǎng)度來計(jì)算混凝土自身強(qiáng)度。外露長(zhǎng)度越多，則代表混凝土的強(qiáng)度越高，該方法適合在混凝土早期發(fā)展情況下使用，也可以在相同結(jié)構(gòu)但是不同位置的混凝土中應(yīng)用，對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行比較，但該方法測(cè)試結(jié)果受混凝土骨料影響比較明顯。

非破損法在混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中的使用頻率較高，可以在不給混凝土造成任何負(fù)面影響的前提下來檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度及其余方面的性能，對(duì)物理量進(jìn)行檢測(cè)，通過相關(guān)關(guān)系來推斷混凝土強(qiáng)度。一般情況下，可以通過回彈法、超聲脈沖法、射線吸收與散射法、成熟度法等來進(jìn)行檢測(cè)。其中回彈法代指使用回彈儀對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，是表面硬度法的另類體現(xiàn)。其主要工作原理是回彈儀所攜帶的運(yùn)動(dòng)錘通過運(yùn)動(dòng)的方式產(chǎn)生撞擊，這一撞擊會(huì)直接作用于混凝土的表面，擊中沖擊桿以后，對(duì)重錘反彈距離進(jìn)行測(cè)量，將回彈數(shù)值作為主要指標(biāo)來判定混凝土強(qiáng)度，該方法操作比較簡(jiǎn)捷。在使用超聲波法對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要依靠超聲波的傳播速度以及混凝土的彈性性質(zhì)二者之間的關(guān)系，檢測(cè)過程中，超聲聲速可以通過混凝土自身彈性模量及其力學(xué)強(qiáng)度內(nèi)在關(guān)系和混凝土的抗壓強(qiáng)度之間構(gòu)建起相應(yīng)的關(guān)系，通過該關(guān)系測(cè)定混凝土強(qiáng)度。

綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度將是以后檢測(cè)方法研究的主要方向，其本質(zhì)就是將兩種或者是兩種以上無損檢測(cè)方法結(jié)合在一起，通過結(jié)合的模式來獲得物理參量，構(gòu)建混凝土強(qiáng)度和物理參量之間的關(guān)系，便于從不同的角度對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。因此該方法的準(zhǔn)確性和可靠性要比單一物理量的無損檢測(cè)方法更高，目前應(yīng)用最廣泛的有超聲—回彈法。

2.2 混凝土缺陷無損檢測(cè)

超聲法是目前使用頻率最高的混凝土缺陷無損檢測(cè)方式，主要利用超聲的聲時(shí)、波幅、頻率及波形等多元素參數(shù)來檢測(cè)混凝土的深淺裂縫，也可以對(duì)混凝土存在的不密實(shí)區(qū)與空洞位置進(jìn)行檢查，判定表面損傷和混凝土內(nèi)部的勻質(zhì)性缺陷。該檢測(cè)方式經(jīng)過多年來的時(shí)間應(yīng)用，已經(jīng)趨于成熟，在公路橋梁無損檢測(cè)技術(shù)中占據(jù)一席之地。目前已編制了CECS 21∶2000 超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程，該規(guī)程已經(jīng)被明確提出且頒布。另外混凝土的保護(hù)層厚度無損檢測(cè)也是橋梁檢測(cè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)樵谧匀画h(huán)境中混凝土保護(hù)層厚度不足會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的銹蝕，從而直接影響鋼筋混凝土構(gòu)件的使用壽命，所以在無損檢測(cè)時(shí)，通常會(huì)采取電磁感應(yīng)的方式進(jìn)行檢測(cè)。

3 動(dòng)力試樁

從當(dāng)前我國(guó)的實(shí)際情況來看，動(dòng)力試樁可以分為小應(yīng)變法以及大應(yīng)變法。其中小應(yīng)變法主要在對(duì)樁身內(nèi)部是否存在缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)使用。使用PIT 樁身測(cè)試儀對(duì)其進(jìn)行檢查可以準(zhǔn)確的反映出灌注樁混凝土離析、縮頸、夾泥和孔洞的實(shí)際情況，方便相關(guān)工作人員對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，但是從實(shí)際使用情況來看，檢測(cè)出的數(shù)值和橋梁實(shí)際承載力存在較大的誤差。大應(yīng)變法通常用于單樁承載力測(cè)試中，該方法的本質(zhì)是土動(dòng)力學(xué)與波動(dòng)理論相結(jié)合的一種樁基檢測(cè)技術(shù)。適合對(duì)中小型樁進(jìn)行檢測(cè)，將動(dòng)靜對(duì)比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為基本檢測(cè)依據(jù)，誤差通常在20%以內(nèi)。

4 結(jié)束語

近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開公路橋梁等運(yùn)輸媒介，所以保證橋梁的正常運(yùn)行是十分重要的。公路橋梁相關(guān)工程在進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)與日常維修時(shí)，必須要使用無損檢測(cè)技術(shù)，定期對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題，進(jìn)而制定相應(yīng)的解決措施對(duì)橋梁進(jìn)行修復(fù)，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。從動(dòng)力試樁、混凝土缺陷無損檢測(cè)、混凝土強(qiáng)度檢測(cè)等方面入手，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)公路橋梁無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行闡述，提出檢測(cè)過程中的關(guān)鍵之處及關(guān)鍵技術(shù)，旨在提升檢測(cè)質(zhì)量，保證橋梁的日常運(yùn)行，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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