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淺談橋梁工程無損檢測技術

文檔作者：陳云飛文檔來源：江蘇省交通技師學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月18日
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城市建筑┃橋梁?隧道┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃BRIDGE?TUNNEL
161
淺談橋梁工程無損檢測技術
Nondestructive Testing Technology of Bridge Engineering
■ 陳云飛 ■ Chen Yunfei
[摘 要] 橋梁工程無損檢測技術的應用可以準確判斷橋梁
結構變化和安全性能。本文總結了橋梁工程損傷的原因和
類型，概括了無損檢測技術的主要特點，并分析了橋梁工
程無損檢測技術的主要特點和使用方法
[關鍵詞] 橋梁工程 無損檢測技術 應用 探析
[Abstract] The application of nondestructive testing technology
in bridge engineering can accurately determine the changes
and the safety performance of bridge structure. This paper summarized
the causes and damage types of bridge engineering
and summarized the main characteristics of nondestructive detection
technology, and analyzed the main features and applying
method of nondestructive testing technique in bridge engineering
[Keywords] bridge engineering, nondestructive detection technology,
application, and exploration
采用橋梁工程無損檢測技術，能夠精確診斷橋
梁結構的損傷位置和損傷程度，科學評估橋梁的承
載能力、耐久性和安全性，避免產(chǎn)生橋梁安全問題，
為橋梁的使用、養(yǎng)護、維修和管理提供科學指導。
一、 橋梁工程損傷的原因和類型
在長期使用橋梁的過程中，會因為使用方法不
當、維修工藝不合理導致橋梁損傷，也可能因為人
為原因或自然原因導致橋梁結構損傷，還有可能因
為橋梁結構在自然環(huán)境中老化和車流量的急劇增加
導致橋梁結構損傷，從而降低了橋梁的使用性能，
降低了承載能力，影響到橋梁的使用安全。
常見的橋梁損傷類型有混凝土開裂、混凝土質(zhì)
量不合格和混凝土碳化，還有橋梁表面的混凝土脫
落嚴重及因混凝土開裂導致橋梁結構中的鋼筋被銹
蝕。
二、 無損檢測技術的主要特點
所謂的無損檢測技術，指得是在不影響構件性
能和結構變化的前提下，測定某些物理變量的變化
情況來斷定構件的性能和結構是否產(chǎn)生了變化的檢
測手段。無損檢測技術綜合了多學科的特長之處，
主要理論基礎是現(xiàn)代材料學和物理學理論，計算機
技術的發(fā)展和電子技術水平的提高促進了無損檢測
技術檢測工具的現(xiàn)代化。
三、 橋梁工程無損檢測技術介紹
1. 聲探測技術
在聲探測技術中，主要有超聲波檢測技術和聲
發(fā)射檢測技術，超聲波檢測技術是采用瞬間應力波
的原理來檢測橋梁中什么位置有空隙。超聲波檢測
技術能夠用于綜合檢測橋梁工程及維修，能夠檢測
橋梁結構，對是否存在空隙進行確定，判斷能夠及
時進行修補。超聲波技術是采用工具對橋梁表面混
凝土進行連續(xù)撞擊，產(chǎn)生應力波，然后傳導到橋梁
內(nèi)部，從斷裂面反射回應力波，通過對反射波的形
狀特點，判斷是否有空隙。從斷裂面、沖擊面或其
它位置產(chǎn)生的應力波會產(chǎn)生共振，由此來判斷橋梁
是否有空隙、是否完整、空隙的位置等。超聲波的
信息可以用來進一步分析橋梁中的空隙信息。在加
工業(yè)和能源行業(yè)，已經(jīng)很早使用了聲發(fā)射檢測技術，
當前，在橋梁的疲勞裂縫檢測工作中，大多采用了
聲發(fā)射檢測設備。橋梁中國很多結構材料在受到外
力后，會產(chǎn)生裂紋開展、塑性變形、裂紋開裂等較
小損傷，同時通過聲波的方式將能力釋放，檢測儀
器就可以檢測到橋梁內(nèi)部結構變化的情況，及時作
出檢測。
2. 紅外熱像儀檢測技術
這種檢測技術主要應用于對橋梁表面病害的檢
測和預報，主要的原理是采用紅外攝像機拍攝出橋
面溫度的圖像，從溫度圖像中，可以掌握到混凝土
在陽光照射下所產(chǎn)生的裂層上的溫度熱點。因為裂
層上方的空氣較薄，導致裂層上面的混凝土溫度比
其他地方上升更快，形成了溫度熱點。采用紅外熱
像儀將裂縫附近的紅外輻射拍攝成可見的熱圖像，
依據(jù)熱圖像的特征，通過科學分析，可以直觀地看
到表面溫度分布情況，科學判斷出橋梁混凝土表面
狀況和內(nèi)部結構變化情況。紅外熱像儀檢測技術的
主要特點是穩(wěn)定性高、檢測速度快，設備便于攜帶、
成像清晰、便于分析，而且能夠實現(xiàn)非接觸測量。
3. 光纖傳感器檢測技術
這種檢測技術的主要特點是實用性強、測量精
度高、診斷結論準確等，在橋梁無損檢測中具有很
高的應用價值，主要的理論基礎是測量光損量與光
傳輸時間。光損量的測量指的是光纖在局部區(qū)域內(nèi)
有了小的彎曲，導致光矢量發(fā)生變化，產(chǎn)生光效應。
光纖傳感器主要有股絞光纖傳感器和多層反射
傳感器，前者通過比較出射光在傳感器放松和拉緊
情況下的密度，確定入射光所產(chǎn)生的變化情況。股
絞光纖傳感器改型非常容易，最適合檢測橋梁結構
長期的性能狀況。在橋梁工程無損檢測過程中，可
用環(huán)氧樹脂直接將節(jié)點附著在橋梁混凝土的表面
上，在每個節(jié)點的末端處與一根光纖數(shù)據(jù)記錄儀直
接連接，股絞光纖傳感器熱脹率很低，通過檢測斷
面溫度就可以掌握混凝土中溫度變化情況，通過數(shù)
據(jù)分析，掌握橋梁的結構性能，檢測結果直接反映
了非高溫下結構變化及荷載信息。多層反射傳感器
依據(jù)了光傳輸時間原理，在長度方向設置了很多反
射鏡，設置的位置是固定的，其測量的精度在
0.15 mm 左右，不管測量是長期還是短期，精度永遠
不變。
4. 探地雷達檢測技術
這種檢測技術的主要特點是測量的大小、形狀、
深度都非常的精準，方便操作、檢測效率高、省時
省工，檢測范圍廣、受周圍影響小。其理論基礎是：
探地雷達的發(fā)射天線發(fā)射出高頻電磁脈沖波送到地
下，這種脈沖波的形式是寬頻帶短脈沖波，在地下
進行傳播時，會遇到電性介質(zhì)不同的交界面，就會
有一些雷達波的能量被地面的天線所接收，根據(jù)分
辨率的不同，來探測橋梁淺層結構的情況。在橋梁
工程檢測技術應用中，主要是檢測橋梁面層混凝土
厚度、橋梁鋼筋被銹蝕情況和橋面混凝土是否有空
洞等。此外還應用于橋梁的混凝土溫度、裂縫及內(nèi)
部結構檢測等。
5. GPS 橋梁三維位移檢測技術
這種橋梁無損檢測技術的主要特點是數(shù)據(jù)采集
量非常大、實時性高，是目前比較先進的無損檢測
技術。GPS 橋梁三維位移檢測技術的方法主要是：
先在橋梁上布置均勻的監(jiān)測站點，GPS 基準站設置
在管理中心，同時要有完備的中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)。
對橋梁進行檢測的主要過程是：GPS 基準站依據(jù)所
接收的衛(wèi)星信號，向每個監(jiān)測站實時發(fā)出經(jīng)過分解
計算得到的差分數(shù)據(jù)，每個監(jiān)測站對自己的坐標進
行計算，將計算得來的坐標數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)傳送到
中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)，然后有計算機對數(shù)據(jù)進行計
算、分析。這種橋梁無損檢測技術能夠在一天內(nèi)不
間斷、自動實時的進行工作，能對橋梁的溫度變化、
車輛負荷、震動等作用下的位移情況進行檢測。
四、 結語
我國所使用的橋梁中，有很多已經(jīng)結構老化，
都需要進行維修或改造，所以要對其進行結構功能
及性狀進行檢測，以作出科學的評價。橋梁無損檢
測技術包括了結構力學、計算機通信、光學、聲學、
統(tǒng)計學等許多學科領域，必須進行多學科的綜合研
究。雖然已經(jīng)取得了較多的研究成果，但因為橋梁
結構的影響因素有很多不確定性和使用環(huán)境的復雜
性，再加上沒有全面掌握橋梁結構在使用過程中功
能特性的變化規(guī)律，因此還需要橋梁檢測工作人員
繼續(xù)探究新的無損檢測技術，為橋梁的安全作出更
大的貢獻。
參考文獻
[1]廖俊瑜,毛江濤.無損檢測技術在橋梁工程中的
應用與研究[J].黑龍江交通科技,2012(10)：106.
[2]趙長虹,王大為.橋梁無損檢測關鍵技術的分析
及展望[J].吉林交通科技,2011(1)：60-70.
（作者單位：江蘇省交通技師學院，鎮(zhèn)江 212000）

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