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摘 要:在我国的道路桥梁检测中,无损检测技术是当前各项技术中比较先进的,它主要用于道路桥梁的施工建设和检测,它的发展对道路桥梁的发展具有重大的意义。
关键词:无损检测技术 道路桥梁 应用
一、无损检测技术在道路桥梁中的应用
1图像技术
图像技术主要有两种,一种是激光全息图像摄影技术,另一种是红外成像技术。激光全息技术的原理是对材料进行全息摄影,然后对得到的图像进行分析,从而得出相关的力学量,它除了能够对全场情况进行观测外,还具有直观和精度高的优点。红外成像技术是根据不同的介质导热性能不同进行检测的方法,热敏传感器上呈现出的是结构物内部的温度场分布状况和热传导规律,检测数据以图像的形式显示出来,反映出结构物的内部状况。
2频谱分析技术
波在不同介质中传播时,其频率不同,根据频率特性对介质进行分析的技术即为频谱分析检测技术。在路面结构表面,用力锤施加一个瞬时垂直的冲击力,可以得到一组瑞雷面波,这种波是以振源为中心的,具有各种不同频率,在一定地表深度上向四周传播。施加力时,改用锤头不同的力锤或者对力锤的重量进行调整,得到瑞雷面波信号频率成分会与之对应,在不同的位置设置传感器,可以检测到传播频率不同的的波。频谱分析技术可以用来分析检测路面不同分层介质的均匀性以及厚度,还可以检测路面各层间的接触情况。
3激光检测技术
激光具有高亮度的特点,因此它具有较好的方向性、衍射性以及相干性。光电流随激光的光强变化,光强越强,光电流越强,这正是路面检测的原理。在检测路基和路面的过程中,弯沉测定、距离测定、平整度测定以及纹理深度测定都主要靠激光检测技术。激光的光电流随光强发生变化而变化,可以得到光电流的位移数据,根据得到的数据反算弯沉位移的变化量。
4光纤传感检测技术
光纤对某些特定的物理参数比较敏感,利用光纤的这种特性,外界物理量会被转换成光信号,直接对光信号进行测量的技术即光纤传感检测技术。在桥梁检测过程中应用光纤传感检测技术,能够监测桥梁钢索索力,对于预应力连续混凝土梁,还可以科学测量和监测其内部应力以及应变特性,构成光纤智能桥梁。
5探地雷达检测技术
探地雷达检测技术不会受周围环境的影响,可以进行大范围内的检测,此外,它还能够精确测定缺陷区的大小、深度以及形状等,不仅操作简便而且省力省时。探地雷达主要用来检测道路基层密实性、道桥病害、道路面层厚度以及基层厚度,此外,由于探地雷达的诸多优点,还可以用来检测道路裂缝、材质以及桥梁结构等。
二、基桩检测中常见问题及处理
1、检测方法的选择
基于理论基础的差异和技术的不同,每种检测方法都有不同的检测能力,适用范围也不一样,如果随意扩大其应用范围,极易导致产生误判,甚至是错判。为了得到更准确可靠的实验结果,必须采用两种甚至以上多种方法互相补充、验证进行检测。检测桥梁工程基桩时,要对多方面因素进行综合考虑,不同的桩型及地质情况对检测方法的要求不同,要因地制宜,选择合适的检测方法,确保基桩质量达标。对某些特定的桩型检测前要进行声测管的埋设,例如,嵌岩桩、特长桩,检测这两种桩型时均需用超声波透射法,这种方法可以使桩身完整性的判释精度得到有效提高。低应变检测具有快速简便的优点,但是适用范围有一定的局限性,例如,不能准确对缺陷进行定性,定量分析效果也很差,有效检测长度受一些因素(缺陷信号干扰、桩土刚度比大小、应力波衰减)的制约,当桩为浅部缺陷桩或者长桩的长径比超过一定限度时,不能够判别整桩的完整性。
2、激振方式的选择
低应变检测需要用到各种材质和重量的力棒或力锤,选择时要根据检测目的和桩型的不同进行选用。对于长桩的检测,可以采用锤击头为尼龙质的重型力棒,增大锤击力度,同时提高锤击的速度,可以使脉冲宽度增大,这种激振方式能够使检测长度显著提高。北京特大桥的钻孔灌注桩直径1.5米,桩长60.0米,是京沪高速铁路的试桩工程,采用合适的激发方式进行检测,桩底反射在很小的放大指数下就清晰可见。当桩身有浅部缺陷时,需要了解其其缺陷程度,激发时需采用硬质材料,这样激发出的高频脉冲波会使缺陷分辨率明显提高。
3、嵌岩桩的检测问题
目前,桥梁基桩广泛采用的是嵌岩桩,为达到建设标准的要求,嵌岩段一般比较长,在一些特殊的地质条件下,长度甚至达到二十几米。此时,不能采用低应变法进行检测,岩层阻力会影响桩周的应力波,使其衰减或者发生扩散,减小有效的测试范围,因此,该方法不能客观评价整桩的桩底沉渣情况以及成桩的质量。
4、检测现场前期准备
做好相关的准备工作等待现场检测。低应变检测方法前期准备较多,要求桩顶至设计标高的混凝土无浮浆、裂纹,还要新鲜、松动等。有效信号的采集受多种因素的影响,例如,桩头清理不干净、处理不到位、出露钢筋过长、有浮浆或者开裂等。检测时应保证干扰因素越少越好,安装传感器时,需提前打磨平整测试点以及激振点。顺直通畅的声测管是保证声波法进行正常检测的前提条件,此外,在全程范围内能够顺畅升降的换能器探头也是必要的。应采用刚度和强度较高的材质作为声测管,采用套管焊接或者丝扣连接的方式进行安装,保证声测管是相互平行的,同时还要保证焊接或者连接的质量。在灌筑混凝土和安装钢筋笼的过程中,采取一定的措施对声测管进行保护。保证得到真实有效的检测数据。
5、数据的分析与判断
基桩的相关参数需要在现场检测前进行详细了解和收集,检测时要求能够对发现的问题进行初步判断,加密或者重复性的检测工作要按时完成。一致的采集数据以及可靠检测原始数据作为基础资料,能够保证综合分析判断的正确性及准确性。另外,对比验证也很重要,可以提高对单桩检测结果的判断准确度。
结论:
无损检测技术涉及到多个学科,它是一种综合性的应用技术。在无损检测技术的应用中,应善于理论结合实际,不断创新,使道桥养护管理越来越科学。
参考文献:
[1]王晓燕,桥梁工程检测技术研究[J],广西大学学报(自然科学版),2012年S1期
[2]吴志勤,桥梁检测技术及其发展趋势简述[J],山西建筑,2011年13期
[3]卢彭真,无损检测技术在道桥工程中的应用与发展[J],交通科技与经济,2011年01期
关键词:无损检测技术 道路桥梁 应用
一、无损检测技术在道路桥梁中的应用
1图像技术
图像技术主要有两种,一种是激光全息图像摄影技术,另一种是红外成像技术。激光全息技术的原理是对材料进行全息摄影,然后对得到的图像进行分析,从而得出相关的力学量,它除了能够对全场情况进行观测外,还具有直观和精度高的优点。红外成像技术是根据不同的介质导热性能不同进行检测的方法,热敏传感器上呈现出的是结构物内部的温度场分布状况和热传导规律,检测数据以图像的形式显示出来,反映出结构物的内部状况。
2频谱分析技术
波在不同介质中传播时,其频率不同,根据频率特性对介质进行分析的技术即为频谱分析检测技术。在路面结构表面,用力锤施加一个瞬时垂直的冲击力,可以得到一组瑞雷面波,这种波是以振源为中心的,具有各种不同频率,在一定地表深度上向四周传播。施加力时,改用锤头不同的力锤或者对力锤的重量进行调整,得到瑞雷面波信号频率成分会与之对应,在不同的位置设置传感器,可以检测到传播频率不同的的波。频谱分析技术可以用来分析检测路面不同分层介质的均匀性以及厚度,还可以检测路面各层间的接触情况。
3激光检测技术
激光具有高亮度的特点,因此它具有较好的方向性、衍射性以及相干性。光电流随激光的光强变化,光强越强,光电流越强,这正是路面检测的原理。在检测路基和路面的过程中,弯沉测定、距离测定、平整度测定以及纹理深度测定都主要靠激光检测技术。激光的光电流随光强发生变化而变化,可以得到光电流的位移数据,根据得到的数据反算弯沉位移的变化量。
4光纤传感检测技术
光纤对某些特定的物理参数比较敏感,利用光纤的这种特性,外界物理量会被转换成光信号,直接对光信号进行测量的技术即光纤传感检测技术。在桥梁检测过程中应用光纤传感检测技术,能够监测桥梁钢索索力,对于预应力连续混凝土梁,还可以科学测量和监测其内部应力以及应变特性,构成光纤智能桥梁。
5探地雷达检测技术
探地雷达检测技术不会受周围环境的影响,可以进行大范围内的检测,此外,它还能够精确测定缺陷区的大小、深度以及形状等,不仅操作简便而且省力省时。探地雷达主要用来检测道路基层密实性、道桥病害、道路面层厚度以及基层厚度,此外,由于探地雷达的诸多优点,还可以用来检测道路裂缝、材质以及桥梁结构等。
二、基桩检测中常见问题及处理
1、检测方法的选择
基于理论基础的差异和技术的不同,每种检测方法都有不同的检测能力,适用范围也不一样,如果随意扩大其应用范围,极易导致产生误判,甚至是错判。为了得到更准确可靠的实验结果,必须采用两种甚至以上多种方法互相补充、验证进行检测。检测桥梁工程基桩时,要对多方面因素进行综合考虑,不同的桩型及地质情况对检测方法的要求不同,要因地制宜,选择合适的检测方法,确保基桩质量达标。对某些特定的桩型检测前要进行声测管的埋设,例如,嵌岩桩、特长桩,检测这两种桩型时均需用超声波透射法,这种方法可以使桩身完整性的判释精度得到有效提高。低应变检测具有快速简便的优点,但是适用范围有一定的局限性,例如,不能准确对缺陷进行定性,定量分析效果也很差,有效检测长度受一些因素(缺陷信号干扰、桩土刚度比大小、应力波衰减)的制约,当桩为浅部缺陷桩或者长桩的长径比超过一定限度时,不能够判别整桩的完整性。
2、激振方式的选择
低应变检测需要用到各种材质和重量的力棒或力锤,选择时要根据检测目的和桩型的不同进行选用。对于长桩的检测,可以采用锤击头为尼龙质的重型力棒,增大锤击力度,同时提高锤击的速度,可以使脉冲宽度增大,这种激振方式能够使检测长度显著提高。北京特大桥的钻孔灌注桩直径1.5米,桩长60.0米,是京沪高速铁路的试桩工程,采用合适的激发方式进行检测,桩底反射在很小的放大指数下就清晰可见。当桩身有浅部缺陷时,需要了解其其缺陷程度,激发时需采用硬质材料,这样激发出的高频脉冲波会使缺陷分辨率明显提高。
3、嵌岩桩的检测问题
目前,桥梁基桩广泛采用的是嵌岩桩,为达到建设标准的要求,嵌岩段一般比较长,在一些特殊的地质条件下,长度甚至达到二十几米。此时,不能采用低应变法进行检测,岩层阻力会影响桩周的应力波,使其衰减或者发生扩散,减小有效的测试范围,因此,该方法不能客观评价整桩的桩底沉渣情况以及成桩的质量。
4、检测现场前期准备
做好相关的准备工作等待现场检测。低应变检测方法前期准备较多,要求桩顶至设计标高的混凝土无浮浆、裂纹,还要新鲜、松动等。有效信号的采集受多种因素的影响,例如,桩头清理不干净、处理不到位、出露钢筋过长、有浮浆或者开裂等。检测时应保证干扰因素越少越好,安装传感器时,需提前打磨平整测试点以及激振点。顺直通畅的声测管是保证声波法进行正常检测的前提条件,此外,在全程范围内能够顺畅升降的换能器探头也是必要的。应采用刚度和强度较高的材质作为声测管,采用套管焊接或者丝扣连接的方式进行安装,保证声测管是相互平行的,同时还要保证焊接或者连接的质量。在灌筑混凝土和安装钢筋笼的过程中,采取一定的措施对声测管进行保护。保证得到真实有效的检测数据。
5、数据的分析与判断
基桩的相关参数需要在现场检测前进行详细了解和收集,检测时要求能够对发现的问题进行初步判断,加密或者重复性的检测工作要按时完成。一致的采集数据以及可靠检测原始数据作为基础资料,能够保证综合分析判断的正确性及准确性。另外,对比验证也很重要,可以提高对单桩检测结果的判断准确度。
结论:
无损检测技术涉及到多个学科,它是一种综合性的应用技术。在无损检测技术的应用中,应善于理论结合实际,不断创新,使道桥养护管理越来越科学。
参考文献:
[1]王晓燕,桥梁工程检测技术研究[J],广西大学学报(自然科学版),2012年S1期
[2]吴志勤,桥梁检测技术及其发展趋势简述[J],山西建筑,2011年13期
[3]卢彭真,无损检测技术在道桥工程中的应用与发展[J],交通科技与经济,2011年01期