劉林林

（無錫市毅恒工程檢測(cè)有限公司，江蘇無錫，214400）

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橋梁無損檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)及提高檢測(cè)效率方案探討

劉林林

（無錫市毅恒工程檢測(cè)有限公司，江蘇無錫，214400）

摘要：本文以某地橋梁樁基檢測(cè)工程實(shí)例進(jìn)行分析，首先闡述了超聲波檢測(cè)基本原理；接著運(yùn)用超聲檢測(cè)法在橋梁樁身質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)中的具體步驟進(jìn)行分析探討；最后就超聲波法檢測(cè)樁基技術(shù)的未來發(fā)展前景進(jìn)行展望，以此為后續(xù)技術(shù)更新提供基礎(chǔ)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：橋梁；超聲波檢測(cè)法；樁基；效率

引言

橋梁安全問題人命關(guān)天。我國交通運(yùn)輸部要求地方各級(jí)交通運(yùn)輸主管部門和公路管理機(jī)構(gòu)高度重視橋梁安全工作，特別是在汛期等關(guān)鍵時(shí)刻。在2014年發(fā)布的《落實(shí)橋梁安全十項(xiàng)制度》中指出：要切實(shí)提高防范意識(shí)，按照“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，提前做好各項(xiàng)防災(zāi)準(zhǔn)備工作。

橋梁檢測(cè)就是保證橋梁運(yùn)行安全的基礎(chǔ)方法，其中無損檢測(cè)的意義更加重大。本文通過對(duì)橋梁無損檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)措施進(jìn)行分析，以此為提升檢測(cè)效率及實(shí)際運(yùn)用提供理論支撐。

1　無損檢測(cè)方法及原理分析

就無損檢測(cè)方法而言，其主要有以下幾種[1-3]：其一射線檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)工作原理為運(yùn)用γ射線及X射線，對(duì)被檢測(cè)部位予以穿透，然后將受到程度不同的吸收狀況下的射線，在膠片上予以透射，然后依據(jù)強(qiáng)弱狀況，就物體內(nèi)部的缺陷狀況及厚度顯示出來，便可達(dá)到對(duì)橋梁缺陷檢出的目的。其二為磁粉檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)在工作原理上為運(yùn)用鐵磁性材料，當(dāng)其被磁化之后，在其內(nèi)部就會(huì)形成一個(gè)十分強(qiáng)的磁場，且在磁力線密度方面也會(huì)呈現(xiàn)上百倍的擴(kuò)大，如若物體基于結(jié)構(gòu)等方面出現(xiàn)不連續(xù)性，則磁力線就會(huì)產(chǎn)生畸變，從而檢測(cè)出缺陷所在。其三為滲透檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)原理為將被檢測(cè)物體的表面涂上一次額帶有熒光物質(zhì)或者是顏色的物質(zhì)，并且涂上具有高度滲透能力的滲透液，基于濕潤作用及毛細(xì)管作用，便可找出缺陷所在。其四為超聲檢測(cè)技術(shù)。在樁內(nèi)：首先將一些檢測(cè)管實(shí)施預(yù)埋操作，以此將其當(dāng)做后續(xù)檢測(cè)通道；將接收探頭及發(fā)射探頭，以組合方式放置于聲測(cè)管當(dāng)中，而后將清水諸如至管內(nèi)，將其作為耦合劑。然后通過儀器當(dāng)中的脈沖信號(hào)發(fā)生器，發(fā)出周期性電脈沖，并將其在相應(yīng)發(fā)射換能器具體的壓電體上予以加裝，將其向超聲脈沖實(shí)施轉(zhuǎn)換，此脈沖信號(hào)就會(huì)對(duì)等待檢測(cè)的樁體混凝土予以穿過。最后接受換能器將最終信號(hào)進(jìn)行接收操作，將其再向電信號(hào)給予轉(zhuǎn)換。利用測(cè)量系統(tǒng)，將超聲脈沖在具體的穿過混凝土，在花費(fèi)的時(shí)間、頻譜、波形、脈沖主頻率以及接受波幅值等參數(shù)給與測(cè)出，而后在利用自帶的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，判斷軟件為支撐，針對(duì)所接收到的信號(hào)參數(shù)，對(duì)其實(shí)施最終的分析和整理，然后做出最終判斷，也就是判斷混凝土各種內(nèi)部缺陷具體的位置、大小及性質(zhì)，并且在混凝土在具體的強(qiáng)度等級(jí)，以及在總體方面均勻性方面，得出相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

樁基的檢測(cè)選擇超聲波檢測(cè)方法。

2　現(xiàn)場監(jiān)測(cè)

2.1聲測(cè)管埋設(shè)及要求分析

聲測(cè)管實(shí)質(zhì)為聲波透射法對(duì)橋梁樁基進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在徑向換能器重要通道，其在埋設(shè)數(shù)量方面，往往決定了檢測(cè)剖面的個(gè)數(shù)，與此同時(shí)，其還對(duì)檢測(cè)精度具有決定性：當(dāng)埋設(shè)較多的聲測(cè)管，那么在兩兩組合之間所形成的相應(yīng)檢測(cè)剖面往往表現(xiàn)較多，而針對(duì)樁身混凝土而言，聲波對(duì)其有效檢測(cè)范圍就會(huì)越發(fā)細(xì)致且越大，然而此操作在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中則需要在人力及物力方面較多耗費(fèi)，且在成本方面也相應(yīng)增加；盡管對(duì)聲測(cè)管數(shù)量進(jìn)行減少，能夠?qū)Τ杀窘o與減小，但是在具體的聲波相應(yīng)樁身有效檢測(cè)范圍方面也相應(yīng)減少，甚至受到一定硬件條件限制，且在檢測(cè)的可靠性及精度方面也相應(yīng)降低。就聲測(cè)管在具體的布置方式及埋設(shè)數(shù)量而言，起到?jīng)Q定作用的是樁的直徑及大小，依據(jù)聲波針對(duì)樁身混凝土，在有效檢測(cè)范圍方面所存在的具體數(shù)據(jù)，如若樁直徑區(qū)間數(shù)值D1000mm時(shí)，則可沿著樁直徑，布置2個(gè)聲測(cè)管；如若樁在直徑方面區(qū)間為1000mm＜D2000mm，則可沿著樁的四周方向，將3個(gè)聲測(cè)管予以布置；如若樁的直徑處于D＞2000時(shí)，則可依據(jù)四邊形布置方法，布置4個(gè)聲測(cè)管。見圖1所示。

圖1　聲測(cè)管布置圖

2.2數(shù)據(jù)處理及判斷

就樁身缺陷來講，其判定依據(jù)可綜合考量PSD判據(jù)、波幅臨界值及聲速臨界值。運(yùn)用斜率法，可判斷樁身混凝土，在可能存在缺陷方面的可疑點(diǎn)。依據(jù)測(cè)線各個(gè)點(diǎn)，在具體的聲時(shí)所得出的測(cè)讀結(jié)果，將深度-聲時(shí)曲線進(jìn)行繪制，然后將聲時(shí)臨界線予以給出，如若當(dāng)聲時(shí)相比于該臨界線的測(cè)點(diǎn)，處于大于后者狀況，則可斷定為異常點(diǎn)。此外，運(yùn)用聲時(shí)-深度曲線，在具體的相鄰測(cè)點(diǎn)方面，所存在的斜率K，以及相應(yīng)相鄰2個(gè)聲時(shí)差值△t之間，將二者之間相乘，而最終所得出的結(jié)果，便可繪制h-K·△t(PSD判據(jù))曲線。

在公式當(dāng)中，ti－ti-1表示為相鄰兩測(cè)點(diǎn)之間所存在的聲時(shí)差，而di－di-1則表示為，相鄰兩測(cè)點(diǎn)之間所具有的深度差。依據(jù)曲線在突變位置，可能會(huì)出現(xiàn)的缺陷狀況，對(duì)油缺陷的部位進(jìn)行初步判定。將波幅判據(jù)及聲速相結(jié)合，進(jìn)行綜合性判斷。然后運(yùn)用波幅-深度曲線、相應(yīng)的臨界線及聲速-深度曲線，開展深入判斷，或者是利用聲速或者是波幅，如若其中之一相比于其臨界線的測(cè)點(diǎn)，出現(xiàn)低于后者狀況，則可降低斷定為異常點(diǎn)。當(dāng)某測(cè)點(diǎn)當(dāng)中，其中的一個(gè)或者多個(gè)聲學(xué)參數(shù)，通過檢測(cè)被確定存有異常數(shù)值時(shí)，則可將其劃定為存有缺陷的可能性；依據(jù)可疑測(cè)點(diǎn)所存在的分布狀況，還有經(jīng)測(cè)定所得出的最終數(shù)值，對(duì)其實(shí)施綜合分析操作，然后判斷缺陷所存在的具體位置，以及對(duì)其所在范圍進(jìn)行判斷。

3　工程實(shí)例

該工程被檢測(cè)的樁為K8+940處，且位于某橋梁樁基礎(chǔ)1號(hào)-3，該處樁的直徑數(shù)值為1.2m，并且相應(yīng)樁底標(biāo)高為-26m，其采用C20混凝土實(shí)施翻漿灌注，并且其在鋼管聲測(cè)管方面所采用的是圖b，即采用三角形布置方式，在相應(yīng)A-B剖面位置上，其在具體剖面上，兩聲測(cè)管外壁，其在距離方面為80cm。其在換能器的選擇上，采用的是壓電陶瓷式徑向換能器，其長度為20cm。

通過基本分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，初步判斷樁的質(zhì)量；而后與聲幅、聲速及聲時(shí)方面不同的判斷方面相結(jié)合，然后綜合判斷樁身的質(zhì)量。將聲幅當(dāng)做相應(yīng)判斷依據(jù)，可知樁身在相應(yīng)各剖面方面都存在有不同程度的缺陷狀況，更甚者為個(gè)別部位存在有較為嚴(yán)重的缺陷，然而如若采用聲時(shí)與聲幅相結(jié)合方式作為判斷依據(jù)，可得出，大部分樁身均處于完好轉(zhuǎn)臺(tái)，而在A-B剖面方面相應(yīng)0m ～3.2m區(qū)域處，則存在有相應(yīng)缺陷，并且在部分測(cè)點(diǎn)位置上出現(xiàn)聲速偏小狀況，導(dǎo)致此種狀況的主要原因?yàn)椋跈z測(cè)時(shí)，存在較短的混凝土齡期，此外，一些混凝土在強(qiáng)度值方面時(shí)下還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如若將聲時(shí)、聲速及聲幅相應(yīng)判據(jù)均作為判斷依據(jù)時(shí)：則可運(yùn)用各種測(cè)定方法所得出的不同判據(jù)，將各個(gè)測(cè)點(diǎn)相應(yīng)判據(jù)曲線予以得出，而當(dāng)其與相關(guān)要求均滿足的狀況下，則正面該點(diǎn)在樁身質(zhì)量方面較為完好；如若將聲幅作為主要判斷依據(jù)時(shí)，則可將判定出該測(cè)點(diǎn)存在相應(yīng)缺陷，然后運(yùn)用聲速以及聲時(shí)作為相應(yīng)判據(jù)，然后便可得出該處無相應(yīng)缺陷，此種狀況出現(xiàn)的原因歸結(jié)為，當(dāng)將聲幅當(dāng)做判斷依據(jù)時(shí)，在具體的判據(jù)方面則過于嚴(yán)格，易出現(xiàn)重判。當(dāng)在判斷時(shí)，采用不同的判據(jù)，如若存有異常，便可斷定該處存有異常。然而，在判定檢測(cè)過程中，需要對(duì)初步判定實(shí)施重復(fù)檢測(cè)，并在進(jìn)行綜合判斷及分析操作之后，方可最終確認(rèn)結(jié)果。將上述分析進(jìn)行綜合可知，整個(gè)莊主除了A-B剖面的0m～3.2m位置及樁頂出存在有相應(yīng)缺陷之外，其與地方在質(zhì)量方面均較好。依《規(guī)范》可知，該樁為二類樁。然后在現(xiàn)場通過實(shí)施鉆芯取樣后，分析取樣，可知上述判斷均為基本正確，因此，可證明此方面具有較好的實(shí)用性和可行性，在工程實(shí)踐中具有較好實(shí)用價(jià)值。

4　結(jié)論

伴隨當(dāng)今工程技術(shù)水平的提升，樁基在工程當(dāng)中也得到廣泛應(yīng)用。而聲波透射法基樁檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在大型灌注樁等工程當(dāng)中廣泛應(yīng)用。然而如何對(duì)樁基檢測(cè)數(shù)據(jù)及評(píng)價(jià)結(jié)果方面的可靠性及準(zhǔn)確性予以提升，乃是當(dāng)今工程界的重點(diǎn)攻關(guān)內(nèi)容。當(dāng)前針對(duì)評(píng)判基樁樁身完整性，通常運(yùn)用頻率、波幅或波速之一的方法所得出的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，或者是將其中的兩者之間進(jìn)行組合來進(jìn)行相應(yīng)判斷，而對(duì)上述指標(biāo)之間的綜合作用沒有較好考量，而造成評(píng)判結(jié)果出現(xiàn)誤差，如若結(jié)合工程實(shí)際，且同時(shí)改善相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用頻譜對(duì)聲學(xué)參數(shù)予以分析，并將其在混凝土缺陷及強(qiáng)度檢測(cè)中，予以運(yùn)用，則可對(duì)檢測(cè)結(jié)果方面的精確性大大提升，實(shí)現(xiàn)誤判率減少的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]秦嶺,歐陽華林,袁立宏,等.青銀高速公路濟(jì)南黃河大橋鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)[J].橋梁檢測(cè)與加固,2008(1):10-11.

[2]楊忠,梁俊輝,張升彪,等.超聲成像法在橋梁預(yù)應(yīng)力管道注漿質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[J].公路工程,2012,37(5):168-171.

[3]張國杰.基于超聲法的橋梁預(yù)應(yīng)力孔道注漿質(zhì)量檢測(cè)方法研究[J].黑龍江交通科技,2014(8):148-149.

劉林林(1987-），2010年畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)飛行器動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)士，現(xiàn)供職于無錫市毅恒工程檢測(cè)有限公司，助理工程師。研究方向：無損檢測(cè)應(yīng)用。

Technology of Bridge Non Destructive Testing and Method of Improving Detection Efficiency

Linlin Liu
(Wuxi City YiHeng Engineering Testing Co.,Ltd.Jiangsu,Wuxi,214400,China)

Abstract:This article to somewhere bridge pile foundation inspection engineering instance is analyzed,first elaborates the basic principle of ultrasonic detection,and using the ultrasonic test on concrete steps of bridge pile quality test were discussed,finally the perspective of the future development of ultrasonic testing technology of pile foundation was discussed,which provides the basis for subsequent updated technique basis.

Key words:Bridge;Ultrasound;Pile foundation;Efficiency

作者簡介：

DOI:工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.009

中圖分類號(hào)：U418.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-8412(2016)01-644-03