范亞聰 黃坤

摘 要：以聲波檢測技術為研究背景，對混凝土橋梁檢測中聲波檢測技術的應用要點進行分析。首先論述了聲波檢測技術的基本內容，其次在探討聲波檢測儀器發(fā)展基礎上，對聲波技術在橋梁混凝土結構檢測中的應用情況進行分析。希望通過研究，可以給相關檢測人員提供參考。

關鍵詞：混凝土橋梁;檢測;聲波技術應用

中圖分類號：U466.3 文獻標識碼：A

1 聲波檢測技術概述

超聲波，其主要是由換能器或其他振源等產生，作為一種高頻機械振動，由于其的聲學參量與混凝土結構特性有著一定的聯系，且能在具體的預測中得到有效的利用。而當前廣泛應用的聲波檢測即是在這樣的條件下具體實施，不僅有著對力學特性的分析，而且在結構性診斷上也有著特定的功效。由此也就使得這樣的技術有了兩項不可或缺的內容，其一是聲學參數的測定，其二是尋找以上參數與混凝土結構特性之間的存在的關系。

2 聲波檢測儀器的發(fā)展

就我國混凝土聲測儀器的發(fā)展來看，期間主要經過了以下四個階段：上個世紀的六十年代是起始階段，電子管類型是主流;到了七十年代，晶體管集成電路類型成了主要代表;八十年代是初級數字化時期，儀器與微機的聯系使得聲參量的檢測更為高效科學，同時針對后期數據的處理也有了一定的發(fā)展;九十年代中期，數字式聲測越發(fā)成熟，型號也更為多樣。與此同時，自動化和智能化的水平也達到了國際水準。采用計算機為主控元的操作方式，使其針對聲參量的數據采集以及處理更為高效，同時相應的分析能力也獲得前所未有的提高。

3 聲波技術在橋梁混凝土結構檢測中的應用

3.1 混凝土抗壓強度檢測

理論層面上來看，超聲波在混凝土中傳播的過程即是混凝土每一微區(qū)出現拉伸壓縮等變化的一個過程，由于混凝土強度與應力應變參數有著一定的關系，因此使用超聲傳播特性描述混凝土強度較為適宜。但是因該物理量極為復雜，借助于邏輯推演以確定強度與超聲傳播特性之間的關系著實存在一定的難度。鑒于此，應采取試驗歸納的方式，進而在這樣的方式操作之下確定超聲參量與混凝土強度的經驗公式。由于這樣的方式其中存在的影響因素較多，因此所能應用的范圍較小。鑒于這樣的現實情況，選擇測強曲線判定測試結果的準確性就有了一定的參考性。就超聲檢測的強度以及廣度來看，我國在世界領域內都有著不可忽視的地位。此處主要對超聲回彈綜合法進行分析，其主要是借助于超聲值和回彈值等參數與混凝土強度之間的關系，進而在數理統(tǒng)計等方法下推斷出混凝土的強度。一般其檢測的誤差不超過15%[1]，而為了確保具體檢測的精確性，試塊等應確保統(tǒng)一，同時還應對混凝土芯樣強度做出一定的修正。對于建立地區(qū)性的測強曲線，我國大部分的省市已逐步展開且獲得良好的回報。北京地區(qū)這方面的實驗主要是由北京市政工程具體負責，且最終的實驗結果也達到了預期效果。其所采用的超聲回彈綜合法在混凝土強度檢測中有著突出的作用，通過自動測取聲學參數進而調取與之相適應的測強曲線，最后也就是檢測結果的生成以及上報。

3.2 混凝土內部缺陷檢測

當前混凝土探傷所用到的無損檢測方式主要有超聲脈沖法和雷達法以及射線法等，因雷達和射線等方式的穿透能力有限，且儀器以及防護等后續(xù)的配置成本較高，因此這樣的方式并沒有在我國獲得廣泛使用。而超聲法則獲得了較為突出的應用效果，并在混凝土結構內部缺陷檢測上取得了顯著的功效，因此就當下該領域的檢測來說，這樣的方式尤為重要。就穿透能力來看，超聲法在這方面的表現無疑是最為突出的，有數據顯示其最大可達到十幾米以上。就此類探測方式來看，其主要是通過超聲波遇到缺陷出現變化，而變化的主要表現是波形聲參數，進而在此基礎上對缺陷的性質以及位置等做出較為詳細的判定。就當前此類探測所使用到的參數來看，聲時和聲程以及波幅等的參考頻率較高。為了定量確定缺陷的具體部位，我國將數理統(tǒng)計引用其中，然而由于此類方式影響之下的概率法得到的混凝土的質量離散性較大，因此其在聲學參量上也大多以波動離散的形式表現出來。由進行的試驗確定，正常狀態(tài)下的混凝土聲參量符合正態(tài)分布的特點，因此只要是混凝土質量不均下測試隨機誤差引起的數值波動，都應將其歸入統(tǒng)計規(guī)律當中的正態(tài)分布，由此也能看出具體測定的科學性[2]。

需要注意的是，如果某些觀測值不在置信區(qū)間內，那么即可將其判定為異常值。這樣的操作之下，為缺陷的判斷提供了較為便捷的方式。通過多種聲參量的綜合分析，缺陷判斷的準確性獲得了顯著的提高，例如聲時加長和波幅降低等，這樣的形勢條件下，相應的儀器也就有了更高的標準，同時與之相關的軟件在具體操作上也有了特定的需求。就北京康科瑞公司推出的NM系列超聲儀來看，因其具備的多種聲學參量的自動判讀特性，進而為其精準測定各個測點的聲時以及幅度提供了基礎保障，與此同時實時記錄以及多因素綜合判斷也為未來的缺陷判斷提供了重要基礎。隨著綜合判斷模式的不斷增多，超聲測缺的判斷依據也變得更為全面精確。若論結構缺陷檢測的重點，混凝土裂縫深度算一個重要方面。而對其的檢測早在2000年修訂的“超聲法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程”中即有說明，相應的檢測和判定方法中新增了首波相位反相檢測法，而此類方法的業(yè)內反響也比較好，對于提升檢測精度有著顯著的功效。針對這一方面的檢測，NM系列超聲儀也可對其做出具體實施，其配置的針對裂縫深度的檢測分析，使其在該領域的技術優(yōu)勢呈現得極為突出。

4 聲測技術在基樁檢測方面的應用

對于橋梁工程當中的基樁完整性檢測來說，聲波投射法的作用不可忽視。就鉆孔灌注樁聲波投射法整體分析來看，其是混凝土缺陷聲測的一種，然而由于該處的施工方法以及結構特性有其獨特性，因此相應的缺陷判定方法也有著一定的差異。具體來看，聲波投射法的應用是在基樁內預埋兩根以上聲測管的基礎上實施，與此同時將發(fā)射和接收換能器等分別置于兩個聲測管內，而相應的測試即是在升降的過程中具體實施，相應的檢測區(qū)間主要是發(fā)射到接收等換能器掃過的面積。

4.1 超聲波檢測在橋梁樁基中的應用

對于橋梁樁基工程來說，采用到的超聲波檢測技術是存在差異性的，以下對這些常見技術的實踐要點進行深入分析。

（1）超聲波檢測原理。這樣條件下所進行的檢測主要是基于超聲波的固有特性，通過這樣一種高頻率的機械振動波的反射，以判定檢測部件所存在的某種不良情況。具體檢測的過程中，主要是以發(fā)射超聲波的形式進行，進而對樁基混凝土結構所存在的某種不良情況實施測定。通常情況下，如果超聲波在計算機的模擬圖中波動比較均勻，即說明所測定的內容沒有問題。

（2）優(yōu)點和局限性。就此類檢測方式的推進過程以及最終結果來看，整個的檢測并不會對檢測對象造成任何的損壞，且檢測的效率以及質量都比較高。與此同時，所需的費用以及投入的成本都不高，因此其可作用于大多數的工程結構檢測。不僅如此，此類方式在應對厚度較大物體的檢測時也有顯著效果，因此即便是厚度較大的樁基也可采用此類方式進行檢測，由此可見此類技術有著顯著的普遍適用性。然而不足的是，這樣的技術檢測，其所得到的結果只是基于一定的判斷，檢測的切實依據往往無法有效地保留下來，因此對于后續(xù)的處理來說并不實用。

4.2 低應變法在橋梁檢測中的應用

（1）低應變檢測技術原理。此類技術的應用主要是基于樁基質量檢驗過程中以施加作用力的方式進行，進而促使振動波產生，振動波在沿樁基傳播過程中出現不規(guī)則的波段，即說明該部分存在一定的問題，隨即開展特定的處理即可。同樣，其所檢測的基礎也是利用振動波的反射，進而在接收信號的條件下，以達到對樁基某些部分狀況的一個判定[3]。

（2）優(yōu)點和局限性。此類檢測方法的最顯著優(yōu)勢無疑是其便捷高效，且整個的操作無需較大的經濟成本，同時也不會礙于檢測的推進對后續(xù)的整個施工進度的把控造成不良影響。正是由于其高效實用的顯著特點，因此其在我國大多數的樁基檢測中被廣泛應用。然而此類檢測方式也有一定的不足，例如對于遠距離的檢測，最終得到的結果的準確性并不高，特別是針對高樁基的檢測，這樣的情況更為突出。因此，這樣的一種檢測方式僅限于部分一般高度的樁基。

4.3 高應變檢測在橋梁樁基中的應用

對于此類技術的應用，需要按照工程的要求做好各方面的控制。

（1）高應變檢測技術機理。此類技術的應用主要是基于自由落體開展，進而在落下重錘對樁基所造成的壓力，以檢測其的承載性能。具體來看，此類方式主要是通過信號接收器來收集相關的信息，以對樁基的承載性能實施判定。

（2）優(yōu)點和局限性。此類檢測方式有著較長的使用歷史，因此其應對各類情況都能有較為出色的發(fā)揮。其主要是對橋梁樁基實施橫向承載性能的檢測，由此得出其整體質量是否符合既定的施工標準。此類檢測能夠精細地檢測出樁基中存在的各種問題，即便是極為細小的不良情況，其也能精確地測定出來，相對來說精度以及檢測的廣度等都比較高。但是這樣的方式也有一定的不足，例如對于某些特定樁基的質量檢測，這樣的方式顯然并不適用。

5 結語

由以上論述可以看出，聲波檢測技術在橋梁結構無損檢測中確實有著極為重要的作用。隨著近些年對其不斷的研究和應用，此類方法的精度等也有了顯著的提升，同時更多新型的方式不斷地涌現出來。不管是信號處理和數據處理等相關的技術，還是測試儀器的精度和自動化程度等都獲得了極大的提升，更為重要的是，以上的技術規(guī)范也得到了不斷的完善。就我國此類檢測技術的發(fā)展水平來看，已與國際先進水平無異，與此同時其在橋梁結構檢測和評估應用中的應用程度也在不斷加深。

參考文獻：

[1]梁天成.探討橋梁樁基檢測中超聲波技術的運用[J].低碳世界，2017，7（07）：198-200.

[2]王鵬.超聲波法在橋梁樁基檢測中的應用研究[J].城市建設理論研究（電子版），2014，4（30）：3620-3621.

[3]徐亮.超聲波檢測技術在公路橋梁樁基檢測中的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2013，3（24）：1-5.