關(guān)于道橋無損檢測(cè)的研究
2015-06-23
1.前言
隨著我國大規(guī)模的交通建設(shè)，一些已建的高等級(jí)道路以及一些大型的橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)的使用安全性問題也顯得日益突出，為此，為無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了很好的發(fā)展市場(chǎng)，同時(shí)也為無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求。因此，無損檢測(cè)技術(shù)的研究與開發(fā)具有廣闊的前景。
2.無損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)
無損檢測(cè)技術(shù)是指在不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的前提下，通過測(cè)定某些適當(dāng)?shù)奈锢砹縼砼袛嘟Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件某些性能是否發(fā)生改變的檢測(cè)方法。無損檢測(cè)技術(shù)是多學(xué)科緊密結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)物，現(xiàn)代材料學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)的發(fā)展為無損檢測(cè)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)，而現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展又為無損檢測(cè)技術(shù)提供了現(xiàn)代化的測(cè)試工具。
3.無損檢測(cè)技術(shù)在道橋檢測(cè)中的應(yīng)用
3.1超聲波儀器檢測(cè)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(shí)程度有直接關(guān)系，對(duì)于原材料、配合比、齡期及測(cè)試距離一定的混凝土來說，聲速高則混凝土密實(shí)，相反則混凝土不密實(shí)。當(dāng)有空洞或裂縫存在時(shí)， 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(cè)得的聲時(shí)必然偏長(zhǎng)或聲速降低。根據(jù)上述原理，即可對(duì)樁身混凝 土的完整性、內(nèi)部缺陷性質(zhì)、位置以及樁混凝土總體均勻性等級(jí)等做出判斷。超聲波透射法檢測(cè)鉆孔灌注樁很好的運(yùn)用了電子信息技術(shù)，使它為工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)， 能直觀而準(zhǔn)確地檢測(cè)出樁身混凝土的內(nèi)部缺陷，是當(dāng)前混凝土灌注樁檢測(cè)技術(shù)的重要方法。
3.2核子密度儀測(cè)定實(shí)壓度
核子密度儀是利用同位素放射原理實(shí)時(shí)檢測(cè)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(shè)備（如液晶顯示器、脈沖計(jì)數(shù)器、數(shù)率表或直接讀數(shù)表）很好的運(yùn)用了電子信息技術(shù)。核子密度儀通常安裝有一個(gè)密封的10毫居里的銫 137 伽瑪源和一個(gè)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(cè)器，分別與伽瑪源和中子源共同對(duì)被測(cè)材料的密度和濕度進(jìn)行測(cè)量。
本儀器適用于以散射法或直接透射法測(cè)定路基或路面材料的密度和含水量，并計(jì)算施工壓實(shí)度，在施工質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)定中廣泛應(yīng)用。
3.3平整度儀器檢測(cè)路面平整度
路面平整度測(cè)量?jī)x采用了微處理和大規(guī)模集成電路技術(shù)，該儀器的整機(jī)集成度和系統(tǒng)工作的可靠性，使整機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能穩(wěn)定，內(nèi)部采用單 CPU 結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)顯示、打印、計(jì)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(jìn)行測(cè)量，而不中斷。一起自動(dòng)計(jì)算距離，每測(cè)1000個(gè)點(diǎn)內(nèi)存時(shí)，采樣間距取0.1米，則可連續(xù)測(cè)25公里。
3.4道橋裂縫的無損檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)
3.4.1超聲波檢測(cè)
超聲波法用于非破損檢測(cè)，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(yīng)用于醫(yī)療診斷、鋼材探傷、魚群探測(cè)等許多領(lǐng)域。在這些領(lǐng)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(duì)其內(nèi)部缺陷及其位置等都能準(zhǔn)確地檢測(cè)出來。掌握混凝土表面產(chǎn)生的裂縫深度，對(duì)耐久性診斷和研究修補(bǔ)加固對(duì)策有重要意義。測(cè)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(xué)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(cè)彈性體內(nèi)的狀態(tài)，是廣義的彈性波探測(cè)法。沖擊彈性波法與超聲波法的原理是一樣的，但遠(yuǎn)比超聲波測(cè)定的裂縫深度深，沖擊彈性波法只能檢測(cè)擴(kuò)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(cè)法
聲發(fā)射檢測(cè)法也是利用彈性波進(jìn)行聲學(xué)檢測(cè)的具體檢測(cè)方法檢測(cè)裂縫，和其他方法最大的不同是只能檢測(cè)正在發(fā)生的裂縫，不能檢測(cè)已發(fā)生的舊裂縫，對(duì)正在發(fā)生的裂縫可檢測(cè)裂縫發(fā)生的位置（聲發(fā)射源定位），裂縫的大小，擴(kuò)展情況和種類，以及裂縫的深度等。
3.4.4 攝影檢測(cè)法攝影檢測(cè)法主要用作調(diào)查混凝土表面的裂縫攝影法包括普通照相機(jī)、錄象機(jī)、放射線、紅外線攝影等進(jìn)行檢測(cè)。
3.4.5傳感儀器監(jiān)測(cè)利用埋設(shè)在混凝土中的儀器進(jìn)行裂縫監(jiān)測(cè)，常規(guī)技術(shù)是利用卡爾遜式或弦式測(cè)縫計(jì)，其控制范圍僅0.12-1，屬點(diǎn)式檢測(cè)，由于裂縫出現(xiàn)的空間隨機(jī)性，因此往往漏檢，為了及時(shí)無遺漏地監(jiān)測(cè)裂縫，必須實(shí)施大范圍的、連續(xù)、分布式監(jiān)測(cè)，即所謂全分布監(jiān)測(cè)。
3.4.6針對(duì)混凝土裂縫檢測(cè)的特點(diǎn)，研制出基于光時(shí)域反射技術(shù)的光纖裂縫傳感網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的分布檢測(cè)，凡裂縫與光纖傳感網(wǎng)絡(luò)相交，均可感知，并可定寬、定位、定向。
4.促進(jìn)與改善道橋無損檢測(cè)的思路方法對(duì)策
4.1依靠現(xiàn)代科技對(duì)行業(yè)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行突破
我國現(xiàn)有的道橋無損檢測(cè)技術(shù)大多首先是從國外引進(jìn)，因此其價(jià)格都比較貴，在我國進(jìn)行大范圍的運(yùn)用推廣在技術(shù)上以及經(jīng)濟(jì)上存在一定的難度。針對(duì)該情況，為使該技術(shù)能在我國得到廣泛地推廣應(yīng)用，必須在掌握該類檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)盡可能地根據(jù)我國國情進(jìn)行自主的技術(shù)創(chuàng)新，依靠現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究，使我國的行業(yè)檢測(cè)技術(shù)在國際行業(yè)檢測(cè)技術(shù)上有所突破。
4.2完善行業(yè)檢測(cè)的內(nèi)容
道路工程是由點(diǎn)、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?？梢岳脵z測(cè)設(shè)備對(duì)橋梁的橋面結(jié)構(gòu)、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)、鋼橋結(jié)構(gòu)、橋梁的下部結(jié)構(gòu)、道路路基路面結(jié)構(gòu)、擋土墻結(jié)構(gòu)以及橋梁地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等道橋工程多方面地進(jìn)行全方位的檢測(cè)，從而不僅使行業(yè)的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域得到發(fā)展，而且使行業(yè)檢測(cè)的內(nèi)容也得以完整與補(bǔ)充。
4.3加強(qiáng)行業(yè)隊(duì)伍的建設(shè)
為促進(jìn)我國行業(yè)檢測(cè)技術(shù)水平的提高，很有必要加強(qiáng)行業(yè)檢測(cè)隊(duì)伍的建設(shè)，如高校設(shè)置行業(yè)檢測(cè)專業(yè)、對(duì)從事行業(yè)檢測(cè)的技術(shù)人員要時(shí)常進(jìn)行專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)、相應(yīng)地建立行業(yè)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范以及檢測(cè)技術(shù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等。只有這樣才能使我國的行業(yè)檢測(cè)隊(duì)伍不斷地走向規(guī)范化。
5.結(jié)語
無損檢測(cè)技術(shù)是多學(xué)科綜合的一門應(yīng)用技術(shù)，是建立在基礎(chǔ)學(xué)科的基礎(chǔ)之上的，因此要使該項(xiàng)技術(shù)得以快速發(fā)展，必須首先加強(qiáng)各相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的研究，只有從基礎(chǔ)理論中不斷吸收養(yǎng)分，無損檢測(cè)技術(shù)才能不斷完善和發(fā)展。在無損檢測(cè)技術(shù)的研究中，應(yīng)善于把基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐結(jié)合起來，建立起理論研究與工程應(yīng)用聯(lián)系的橋梁，這樣才能完善現(xiàn)有的方法。
