道路與橋梁工程檢測技術探討
2015-08-04
近年來，隨著公路工程建設步伐的加快，我國的試驗檢測行業(yè)得到了很大發(fā)展，但其受重視程度仍然不高，致使一些重大工程事故的發(fā)生。再者就是我國經濟的快速發(fā)展，在公路橋梁上行駛的超重車和大噸位車越來越多，橋梁受壓能力不夠會給人們的生活乃至生命造成威脅。因此，公路橋梁建設質量是影響其使用壽命關鍵因素，按照設計標準和施工資料以及規(guī)范作對公路橋梁的施工質量進行檢測是保證質量的關鍵環(huán)節(jié)。所以加強公路橋梁檢測技術的研究有一定的必要性。
公路橋梁檢測的原因
公路橋梁檢測的原因：第一是公路橋梁的質量滿足要求，但是要求進一步提高它們的承載力;第二是公路橋梁的施工質量不符合規(guī)范要求，同時與公路橋梁的設計要求也有差距;第三是為了獲得更豐富的相關資料，公路橋梁需要進行超設計標準的檢測；第四是公路橋梁沒有充分的設計和施工資料作為質量檢測依據;第五是公路橋梁在竣工試用一段時間以后發(fā)現了較為嚴重的病害和質量隱患，對其承載力有重要影響。另外，還有就是一些短期的檢測工作已經難以滿足現在大型公路橋梁的長期的安全運營和使用的質量要求，故需要對它們進行更長時期的檢測和健康監(jiān)護。
2、公路工程試驗檢測工作的重要性
⑴公路工程試驗檢測工作集試驗檢測基本理論、測試操作技能和公路工程相關學科的基礎知識于一體，涉及工程參數、施工質量控制、工程驗收評定、養(yǎng)護管理決策等方方面面；
⑵公路工程試驗檢測工作能對新技術、新工藝及新材料進行及時、有效地試驗檢測和研究，鑒定其是否符合國家標準和設計要求，為完善設計理論和積累施工工藝實踐資料，以及推廣和應用新材料、新工藝、新技術作貢獻。
?、枪饭こ淘囼灆z測工作是合理控制并科學評價施工質量的有效方法，是評價工程質量缺陷、鑒定和預防工程質量事故的有效手段。通過試驗檢測工作，為質量缺陷或質量事故判定提供實測數據，以便準確判定事故性質、范圍和程度，合理評價事故損失，明確責任，從中總結經驗教訓。
⑷公路工程試驗檢測工作能對各種施工原材料、半成品或成品進行鑒定，檢測其質量是否符合國家質量標準、試驗規(guī)范及設計文件的要求，以此作為判定是否接收材料的依據。這對于合理應用材料，為企業(yè)取得良好的經濟效益打下堅實的基礎。
3、公路橋梁檢測的主要措施
3.1、靜載試驗。公路橋梁的靜載檢測技術，以檢測目的為基礎獲取主要數據，公路橋梁是一個整體，所以在對其進行檢測不能涉及到各個方面。橋梁的靜載試驗首先要針對橋梁的豎向撓度、側向撓度以及扭轉變形三個方面進行重點檢測；其次要對控制截面的應力分析時得出的數據進行記錄，同時總結出最大值和橋梁發(fā)生的偏載特性；第三是要對支座的伸縮量和轉角改變程度、支座的沉降量以及墩頂相對位移進行檢測；第四要認真仔細的找出運營橋梁的表面是否有裂縫出現，如果通過檢測發(fā)現有初始裂縫出現就要記錄試驗所施加的加荷載，并且對于裂縫出現的位置、裂縫發(fā)展的方向、長度、寬度以及卸載后裂縫發(fā)生閉合情況等相關資料要保證全部詳細記錄。
3.2、動載試驗。橋梁動載試驗，指通過對橋梁本身施加一定的附加振動力，使得橋梁產生共振，并對橋梁回饋的振動信號進行檢測和記錄，進而得出相應的檢測橋梁的結構頻率，了解橋梁的基本結構情況和工作水平和狀態(tài)。動載試驗是最基礎的動力檢測方法，它以應用振動理論和試驗為基礎，對橋梁運營時的震動問題進行檢測的主要方法。主要包括橋梁動力特性檢測、動載響應的試驗等。
3.3、公路橋梁的混凝土強度、質量檢測
目前，對混凝土的強度進行檢測的主要方法有超聲回彈綜合法、散射法、鉆芯法、Windsor探針貫入法等。不同的檢測方法以不同的原理為支撐，而且檢測結果和要求也各自不同，但是無論使用哪種方法，在檢測前都要對各方面因素進行綜合考慮。而對于公路橋梁的混凝土質量檢測，主要為為BCT橋梁CT技術。BCT橋梁CT基礎是通過聲波在混凝土中的速度來測定混凝土的密度和均勻性等參數的，進而來了解橋梁結構中的混凝土質量和出現的損害程度。聲波在混凝土中的傳播速度可以被作為混凝土抗壓強度的評價指標。而且聲波是速度與混凝土的抗壓強度呈現正比關系，即聲波速度越快，混凝土的抗壓強度越強，而且這一結論也被大量的試驗和理論研究所驗證。另外，BCT橋梁CT技術不僅可以發(fā)現存在的問題，還可以作為檢測技術來檢查處治效果。
4、公路橋梁的無損檢測技術
4.1、雷達與紅外熱象儀施工檢測技術
“紅外熱象儀”是利用一臺紅外攝像機來產生一幅橋面溫度圖的。這種溫度圖象揭示了在陽光照射下混凝土開裂部位對應橋面的“熱點”。這種溫度較高的“熱點”是由于薄的充滿空氣的空腔就象絕熱體一樣，使得其上的混凝土的溫度上升得更快些而形成的》“雷達”的工作原理是發(fā)射短促的電磁脈沖，然后由這些電磁脈沖形成的電磁波可被混凝土中的各種異質界面反射回來而產生回波。雷達回波的交替變化之波形和混凝土發(fā)生病害及出現裂縫后狀況有密切的對應關系（但解釋判讀困難）。使用雷達、紅外熱象儀、激光光學、超聲波和其它一些新的技術手段可在一天之內就能準確地測量成百上千公里路面或幾十座橋的橋面。
4.2、光纖傳感器技術
對于橋梁施工檢測使用的傳感器，其原理是當光纖受到拉壓的時候，應變發(fā)生位置處的布里淵散射光會產生相應的改變。從頻率上看，布里淵頻移與光纖軸向應變量成正比。通過設備測量采集光纖溫度及布里淵頻移，進而計算得到橋梁變形情況。纖傳感器目前在世界范圍內，被廣泛應用于測量溫度、壓力、振動、位移、電場、電流、電壓、磁場、水聲、液位、流量以及輻射等物理量，超過100種。
4.3、無線電施工檢測技術
這是利用反復的周期性的疲勞荷載可以導致鋼橋結構（構件）出現裂縫，這些裂縫以很細微的程度在擴大。裂縫的擴大在（結構）構件表面（層）會伴隨著能量的釋放，產生出應力波。無線電網絡技術可以定量的確定應力波及其準確位置。
4.4、自感應施工檢測技術
感應施工檢測技術應用更為廣泛，為橋梁各類物理量施工檢測而開發(fā)的傳感器多種多樣。如用于測量、定位橋梁中鋼筋斷裂產生的應力波的加速計。為測量混凝土氯離子含量、鋼筋銹蝕、混凝土的導電率的各類小型的可埋置于梁體內部的感應裝置。為測量橋梁翼墻位移的位移傳感器。該類設備普遍造價低廉，結構簡單，性能可靠，可大規(guī)模適用于各類新建或在役橋梁。
4.5、激光施工檢測系統(tǒng)技術
通過激光系統(tǒng)可即時測量測點的三維坐標。對普通鋼材、混凝土和木材均可良好發(fā)揮作用。該系統(tǒng)可以迅速精確地測量任意汽車通過橋梁而產生的變形。通過長期監(jiān)測還可通過坐標數據的比對分析判斷橋梁是否沉降或產生預應力損失。
4.6、智能橋梁支座智能支座能通過預制在支座內部的傳感器采集橋梁活載和恒載的分布，進而提供分析判斷橋梁技術狀況的重要依據。支座內設多個用于測量壓應變和剪力的光學纖維感應器。
4.7、新型傳感器國內外開發(fā)出多種新型傳感器如磁通量傳感器、三向加速度計、超聲波三向風速儀、光纖光柵溫度傳感器。
結束語
目前我國大量早期建設的橋梁進入了病害集中爆發(fā)期，橋梁施工檢測的工作量大的需求與橋梁施工檢測設備不盡完善、功能單一，價格昂貴的矛盾還將長期存在。
