浅谈无损检测技术在道桥中的应用

【摘要】道桥在使用过程中不可避免都会出现这样或那样的质量问题，这对于道桥在建设过程中的检测的任务来说就显得非常重要，那么一种良好的检测技术将会给道桥的日常维护带来巨大的效用。文章首先从传统检测技术与无损检测技术出发，浅谈两个的优缺点；其次分析了无损检测技术在道桥中应用意义；最后具体来分析无损检测技术在道桥中应用方法和策略。

【关键词】无损检测;道桥;技术

随着我国道路与桥梁的飞速发展，过去修建的道路和桥梁经过时光的打磨已经失去了大部分的功能，为了确保道桥的安全，保障人生和财产的安全，道桥的检测在道桥过程是必不可少的，如今对与检测技术的要求也不断的提高。那么无损检测技术在新时期的研究发展和应用有重要的意义。

光纤传感技术是利用光纤对某些特定的物理量敏感的特性，将外界物理量转换成可以直接测量的光信号的技术。从20世纪70年代中期至今，光纤传感技术经过20多年的飞速发展已经有了很大的进步，已成功研制百余种光纤传感器。它已涉及到国防军事、航天航空、工矿企业、能源环保、生物医药、计量测试、自动控制和家用电器等各种领域。将光纤传感器应用于桥梁测量中，可实现对桥梁钢索的索力及预应力连续混凝土梁内部应力、应变特性的测量和监测，构成所谓的光纤智能桥梁。

１．传统检测技术与无损检测技术

1.1传统检测技术

传统的道桥检测方法是钻孔取样，随机的选取要检测的目标，然后将所取样本带回室内进行分析处理，从分析的数据中获得所需要的工程参数的一种简单检测方法。传统的检测方法有几个缺陷：（1）被检测点是随机的，检测结果没有代表性；（2）检测所涉及的范围小，某些实质性的缺陷无法发现，容易漏检；（3）易给工程后续的进行留下隐患；（4）工程结束后，道路或桥梁容易出现问题，但治理难度大。

1.2无损检测技术

1.2.1无损检测技术的特点

无损检测技术即是在不损坏或影响原有结构的基础上，通过测定某些物理量，不破坏原有的化学成分、性质、功能以达到检测物体的某些重要性能的方法。它是一种多学科相结合的应用高技术，其基础科学主要有：物理学、力学、材料学、断裂分析、化学、控制工程、电子技术、计算机等学科。

1.2.2无损检测技术的应用领域

首先无损检测主要应用于道路和桥梁等大型的工程项目当中，如今无损检测技术在食品加工领域，工业上（如航空航天、机械制造、铁路、特种设备海关检测等）都有一定的发展应用。食品加工例如：材料的选购、加工、流通等环节都会运用到该技术，保证食品质量与安全的监督作用，也可以节约资源，降低生产的成本，提高成品率和劳动生产力都有良好的积极作用。另外，这一门新的技术的产生应用，使得工作的效率大大提高，无需大量的检测目标点；不需要前期的准备工作，随时检测，在线检测，不伤害样品的性能和质量，且环保。

2.无损检测技术在道桥建设过程中的意义

显而易见，传统的检测方法有许多的缺陷,根据随机选取测点，钻孔，将样本拿到室内进行分析计算处理，从而获得相应结论的方法。在现代化的工程项目中传统的方法会被逐渐淘汰。因此，研究开发一种能够快速检测，对工件和目标没有损害、直观、简便的这样的检测设备或者手段，来降低工程技术人员的劳动量，使得管理水平进入一个新的水平是显得非常有意义的。开展路面和桥梁无损检测与评价技术的研究,将在控制道桥施工质量、深入认识路面长期使用性能、改善路面设计、优化道路改造方案及提高路网维护水平等方面具有深远而现实的重要意义。

3.无损检测技术在道桥中的应用方法

3.1 无损检测技术的方法

3.1.1激光检测技术

原理：激光检测技术是近年来发展起来的新型无损检测技术，主要是激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术在路面检测中的应用主要利用激光的优点。

3.1.2频谱分析技术

原理: 在检测结构表面用一力锤施加瞬时的垂直冲击,就可以产生一组以振源为中心的具有各种频率成分并沿地表一定深度向四周传播的瑞雷面波,通过调整力锤重量或不同的锤头可以获得含有各种频率成分的瑞雷面波信号,在不同位置设置传感器可以检测到波传播的频率,借助于频域的互谱分析和相干分析技术,可以达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。

3.1.3超声波无损检测技术

原理:超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波,它在传输过程中遵循波的传输规律。超声波检测技术主要是通过发射超声波到材料介质,接收反射波的相关参数,进而判断结构内部破损情况的一种新型无损检测方法。

3.2 具体运用

检测灌浆管道空隙位置：利用超声波检测钢管混凝土中钢管与混凝土以及混凝土内部之间的脱空情况，其原理归纳如下：当超声波换能器布置为直接对穿法检测时，超声波在钢管混凝土中径向传播的时间为t，与绕钢管壁半周长传播的时间tsp的关系为：tsp=πvctc/2vsp 式中，vc为超声波在钢管混凝土中的传播速度：vsp为超声波绕钢管壁的传播速度。该工程钢管混凝土的设计强度等级为C50，采用525号普通硅酸盐水泥、中砂及5～25mm碎石，低钙灰、高浓高效泵送剂以及U型膨胀剂。钢管混凝土实测超声波波速vc约为4.5km/s，钢管的波速vsp约为5.4km/s即：tsp=1.3tc从式子可以得出，只要钢管混凝土内部是密实的，且混凝土与钢管内壁胶结良好，则用对穿法检测时，接收信号的首波是沿钢管混凝土径向传播的超声纵波，而绕钢管壁半周长传播的时间较长，开始到波叠加于首波之后。因此可应用超声波检测钢管混凝土的质量状况。

3.3改善道桥无损检测的方法和策略

3.3.1依靠于现代科技；例如高新技术电子产业、激光技术、材料技术研究等

在掌握上述检测技术的同时尽可能地根据我国实际情况进行自主技术创新，依靠现代的科学技术，使我国的行业检测技术来提高我过行业检测技术。

3.3.2完善检测的内容

利用检测设备对道桥的混凝土、路基路面、挡土墙结构等道桥工程多方面地进行全方位的检测，从而不仅使检测技术范围得到发展，而且使检测内容得以完整与补充。

3.3.3增强工程检测人员的技术素质

要促进我国行业检测技术水平的提高，需要加强行业检测人员的建设，对从事行业检测的技术人员要时常进行专业技术的培训、监督、和评定等。

总而言之，随着我国的道路和桥梁的建设在技术方面不断的提升和改进，无损检测的应用也将提升到相当的高度，这对于道桥的日常养护和管理科学化水平具有很重要的地位和现实作用，同时无损检测技术需要不断结合实际来提高检测技术。■

【参考文献】

［１］赵国文.基于冲击反射法的混凝土开口裂纹的研究[D]．武汉理工大学,2002.

［２］乔烈艳.无损检测技术在道路施工中的应用与发展[J].建材世界,2010,(04).

［３］魏义仙,戚振中.桥梁智能监测系统[J]．安防科技,2006,(08).

［４］宗凯.组合式统计信号检测技术研究[D]．西北工业大学,2000.