王宇，冉林艷

摘 要：做好試驗檢測有利于綜合評估道路橋梁的結(jié)構(gòu)性能、質(zhì)量風(fēng)險，及時修復(fù)或者維護，以恢復(fù)道路橋梁的使用性能。道路橋梁的檢測任務(wù)多，涉及了多種檢測內(nèi)容，為得到相對完整和準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，有必要引入新型試驗檢測技術(shù)，以發(fā)揮該技術(shù)在檢測效率、精度等方面的優(yōu)勢，提高道路橋梁的檢測水平?；诖耍瑥牡缆窐蛄旱臋z測內(nèi)容出發(fā)，著重分析了新型試驗檢測技術(shù)，以期為實際工作提供技術(shù)指導(dǎo)與借鑒。

關(guān)鍵詞：道路橋梁檢測；試驗檢測技術(shù)；無損檢測

中圖分類號：U446? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）05-0082-03

0 引言

結(jié)合道路橋梁的建設(shè)情況、使用年限等做好檢測工作，從定量化角度評估路橋性能，可為施工建設(shè)、維護保養(yǎng)等提供可靠依據(jù)。隨著道路橋梁檢測工作越來越被重視，在路橋檢測中的投入不斷增加，產(chǎn)生了很多新型試驗檢測技術(shù)。每種試驗檢測技術(shù)都各有特點，檢測過程中有關(guān)人員需合理選擇試驗檢測技術(shù)，并管控檢測過程。

1 道路橋梁試驗檢測的主要內(nèi)容

1.1 材料檢測

道路橋梁施工建設(shè)中的材料種類多、用量大，材料質(zhì)量對結(jié)構(gòu)性能、使用壽命等的影響較大。在檢測道路橋梁時，材料檢測為重點。一些早期建成的道路橋梁中的鋼筋混凝土材料長時間受自然環(huán)境等因素影響，極易出現(xiàn)老化等問題，無法保持良好的力學(xué)性能、材料特性，因此需開展基礎(chǔ)試驗檢測。如果道路橋梁中采用從未被檢驗或推廣的新材料，就必須由專人負(fù)責(zé)新型材料的試驗檢測?？紤]到全面檢測的工作量大，可以開展抽樣檢測。

混凝土材料的固有特性決定了隨著路橋使用時間延長，鋼筋混凝土材料性能呈下降趨勢。為方便后續(xù)檢驗混凝土的性能變化，判斷其性能能否與施工要求相一致，相關(guān)人員需遵循行業(yè)規(guī)范制作混凝土試塊。如因為特殊原因無法保留混凝土試塊，應(yīng)使用無損檢測技術(shù)，獲取混凝土、鋼筋的強度、腐蝕、其他力學(xué)性能等參數(shù)。

1.2 外觀檢測

外觀檢測是檢測工作相關(guān)人員能通過肉眼、借助工具和儀器檢測道路橋梁外觀是否存在異常變形等問題。為提高外觀檢測結(jié)果的可用性，有關(guān)人員需綜合道路橋梁的結(jié)構(gòu)特點，選定檢測位置、項目，如裂縫、連接位置等開展對應(yīng)的檢測任務(wù)。

不同類型的橋梁，外觀檢測的重點各有不同，以拱形橋為例，可重點觀測橋墩位移、拱圈裂縫、拱頂裂縫的外觀變化；對梁結(jié)構(gòu)橋墩，需檢測欄桿構(gòu)件、伸縮縫、橋面壓實等特殊位置[1]。專業(yè)人員可外通過外觀檢測發(fā)現(xiàn)道路橋梁存在的病害，并尋找病害原因，制定最佳的解決措施。

1.3 內(nèi)部缺陷檢測

道路橋梁的內(nèi)部缺陷檢測難度較大，能及時檢出內(nèi)部缺陷，有利于快速制定修復(fù)措施。許多道路橋梁都為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，規(guī)范化施工作業(yè)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較好，但在一些材料、技術(shù)等因素影響下，極易發(fā)生孔洞、材料脫落、蜂窩、內(nèi)部裂縫等缺陷。在這些缺陷中僅有少部分缺陷可經(jīng)外觀檢測測出，大部分缺陷還需采用其他的檢測方式，如激光、雷達(dá)、聲波等檢測技術(shù)。

2 新型試驗檢測技術(shù)的具體類型

2.1 聲發(fā)檢測技術(shù)

新型試驗檢測技術(shù)伴隨著信息時代而出現(xiàn)和發(fā)展，在這些技術(shù)中融合了計算機信息相關(guān)理論。目前道路橋梁檢測中新型試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍廣、效果好，聲發(fā)檢測技術(shù)僅為其中的一種。如道路橋梁被檢測位置的受力集中，但因為材料自身的特點，可能導(dǎo)致應(yīng)力分散，引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫，且裂縫沿應(yīng)力分散方向逐步擴展，此情況對道路橋梁的結(jié)構(gòu)危害較大。選定被檢測位置后，有關(guān)人員需在該位置規(guī)范安裝聲發(fā)器，合理應(yīng)用聲發(fā)檢測技術(shù)。聲發(fā)器屬于一種專業(yè)化儀器，在啟動后只要有來自該部位的聲波，該裝置即可自動接收，并分析聲波信號的特點，最終確定裂縫類型、擴展方向等，將這些作為修復(fù)裂縫的參考[2]。雖聲發(fā)檢測技術(shù)下能獲取道路橋梁的缺陷信息，但檢測時也面臨一定的限制，就是聲發(fā)檢測中對環(huán)境有嚴(yán)格規(guī)定，如環(huán)境中存在噪聲等干擾，檢測結(jié)果與實際的偏差較大。

2.2 激光檢測技術(shù)

激光檢測為一種相對典型的無損檢測技術(shù)，此技術(shù)融合了信息技術(shù)，檢測的自動化水平較高，有關(guān)裝置可自動接收和處理信息。激光檢測有光電反射現(xiàn)象，通過分析電流與激光之間的作用過程及關(guān)系，既可直觀評估是否有質(zhì)量問題，也能進(jìn)一步判定形狀、位置、對整體結(jié)構(gòu)的影響等。

為得到相對可靠的檢測結(jié)果，檢測期間相關(guān)人員需按照相應(yīng)的規(guī)定配備高性能激光掃描儀，以發(fā)揮儀器的性能、功能優(yōu)勢。結(jié)合激光類型，一些道路橋梁中采用的是光源激光技術(shù)，部分選擇的是普通激光技術(shù)，兩種技術(shù)的原理高度一致，但在細(xì)節(jié)上還存在一定的區(qū)別，在實際的工作中需擇優(yōu)選擇[3]。

激光可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，但傳播過程可能受介質(zhì)類型等的影響。若道路橋梁存在裂縫缺陷，發(fā)出的激光在經(jīng)過裂縫位置時將無法按照既定的位置傳播，并伴隨著明顯的衍射現(xiàn)象，通過分析衍射過程及相關(guān)參數(shù)，即可進(jìn)一步明確與裂縫缺陷相關(guān)的信息。

2.3 彎沉檢測技術(shù)

道路橋梁在投入使用后，受車輛荷載、自然環(huán)境等影響，可能發(fā)生或大或小的變形現(xiàn)象。如變形在正常范圍內(nèi)，道路橋梁可正常使用，但一旦變形量過大，將給道路橋梁帶來較大風(fēng)險。因此，任何道路橋梁的檢測中有關(guān)人員都需做好彎沉檢測，以判定其是否存在變形現(xiàn)象以及形變大小，以便后續(xù)檢修、維護和保養(yǎng)。在彎沉檢測過程中需借助路面彎沉儀，此設(shè)備的專業(yè)性較強，有關(guān)人員必須遵守操作規(guī)范。

其中落錘和貝克曼梁檢測法較為常見，后者屬靜態(tài)檢測技術(shù)，操作流程簡單，但在檢測過程中難以精準(zhǔn)控制接地面積、輪胎壓力，檢測結(jié)果不能反映路面各層次所承受的壓力、強度，且必須在道路橋梁無車輛通行的狀態(tài)下方可檢測。前者通過配備彎沉檢測儀，檢測落錘自由落地對地面的沖擊力，據(jù)此反映路面彎沉大小，檢測過程不影響通車，也不影響道路橋梁的使用狀態(tài)，結(jié)果更為可靠。

2.4 雷達(dá)檢測技術(shù)

雷達(dá)技術(shù)在很多方面都有相對成功的應(yīng)用，因為其操作的便捷性、檢測的高效性，在許多道路橋梁中均利用了此技術(shù)，檢測結(jié)果能作為質(zhì)量評估、維修管理的依據(jù)。在利用雷達(dá)檢測測定道路橋梁缺陷時，有關(guān)人員需結(jié)合實際情況選擇高性能、多功能雷達(dá)設(shè)備。其檢測原理如下設(shè)備向道路橋梁發(fā)射電磁波，再同步接收電磁波，整合電磁波傳播過程中的各項數(shù)據(jù)，以判定道路橋梁是否存在缺陷、缺陷位置等基本情況。正式檢測之前檢測人員需與技術(shù)人員合作，設(shè)計控制單元、操作系統(tǒng)，后續(xù)通過人工與計算機高度配合來發(fā)送指令、控制操作。如道路橋梁中存在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況，電磁波在經(jīng)過這些位置時將出現(xiàn)一定的傳播變化，通過計算機分析電磁波信號的傳播過程，即可確定是否有缺陷，并進(jìn)行定位。

2.5 聲波檢測技術(shù)

聲波檢測技術(shù)可細(xì)分為超聲波檢測與沖擊波檢測，超聲波檢測技術(shù)具有無損檢測特點，能在無破損的情況下檢測道路橋梁的缺陷情況，其檢測原理為測定超聲波在道路橋梁中的傳播速度、波形幅度變化。與傳統(tǒng)的檢測技術(shù)相比，超聲波檢測的操作簡單、效率高，檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。

聲波在物體中的傳播較為自由，基本不受外部因素的干擾，適用范圍較廣。沖擊波檢測屬單面反射檢測技術(shù)，此技術(shù)的便捷性、靈活性較好，當(dāng)有關(guān)人員選定檢測位置后，可及時布設(shè)檢測裝置，由該裝置進(jìn)行自動分析。在道路橋梁的裂縫缺陷檢測中沖擊波檢測技術(shù)較為常用。超聲波檢測與沖擊波檢測技術(shù)相對比，后者為單點檢測，檢測位置的選擇對結(jié)果的影響較大。

2.6 滲透探傷法

滲透探傷法屬于無損檢測，利用的是滲透原理，即使道路橋梁內(nèi)部存在微小缺陷，利用此技術(shù)能準(zhǔn)確測出。檢測時有關(guān)人員需先在被測部位表面涂抹一層熒光液體，經(jīng)毛細(xì)作用液體逐步滲透到結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙、裂縫等特殊位置。這些液體還會沿著裂縫擴散到更大范圍，在缺陷位置浸透。經(jīng)過一段時間后，熒光液體能在孔隙中形成熒光反應(yīng)，借助專業(yè)化設(shè)備即可全面分析和判定道路橋梁的缺陷情況。綜合滲透探傷檢測技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況，此檢測技術(shù)的效率高、結(jié)果準(zhǔn)，操作便捷。

2.7 紅外成像檢測

紅外成像技術(shù)檢測的是道路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)相關(guān)人員獲取了檢測結(jié)果后，可準(zhǔn)確判定道路橋梁的結(jié)構(gòu)性能。紅外成像檢測的操作過程簡單，主要需配備符合要求的紅外成像儀，利用該儀器自動的功能獲取圖像并進(jìn)行分析。專業(yè)人員只需要分析圖像，就可分析在道路橋梁中是否存在缺陷，進(jìn)一步判定缺陷的形狀、位置等。但在利用紅外成像檢測技術(shù)時必須尤其注意，此技術(shù)下未直接與路面接觸，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的危害較小，未來需繼續(xù)推廣此技術(shù)。

3 案例分析

3.1 工程概況

某斜拉橋工程項目，橋面全長1 205.36 m，寬32.4 m，主橋和引橋均為多跨結(jié)構(gòu)，跨數(shù)分別為3跨、9跨?？紤]到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全，將主橋設(shè)為預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面結(jié)構(gòu)，引橋上部為40 m預(yù)應(yīng)力簡支T梁。

3.2 新型檢測技術(shù)在工程檢測中的實際應(yīng)用

3.2.1 檢測前期準(zhǔn)備

此橋梁項目的質(zhì)量檢測中，綜合諸多方面的因素，最終選用了無損檢測技術(shù)。此次檢測的目的體現(xiàn)在以下方面：檢查斜拉橋外觀情況，判定此橋梁是否有肉眼可見的病害，相關(guān)人員在實施外觀檢測后，發(fā)現(xiàn)此橋梁有病害，結(jié)合病害位置再進(jìn)一步分析橋梁的承載力大?。豢偨Y(jié)斜拉橋的變形規(guī)律；評估此橋梁的質(zhì)量情況，判定其是否能繼續(xù)使用，根據(jù)檢測結(jié)果制定維修加固方案。

考慮到此橋梁工程的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在檢測過程中的內(nèi)容多且難度較高。為方便獲取相應(yīng)的檢測結(jié)果，在現(xiàn)場必須配備多種專業(yè)化儀器。在檢測混凝土強度時，利用ZC3-A型混凝土回彈儀。此回彈儀的相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)要求相一致，再加上儀器的價格較低，使用靈活，基本能滿足檢測的實際需求。

為測得斜拉索索力值，在現(xiàn)場需配備JMM-268型索力動測儀。該儀器的智能化程度較高，很多測量環(huán)節(jié)均能自動實現(xiàn)，可測定鋼索與鋼絲的拉力值。通過千斤頂和傳感器等其他配套設(shè)備的相互配合，獲得更為完整和準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

3.2.2 混凝土強度檢測結(jié)果與分析

參考行業(yè)規(guī)定，為測定本橋梁工程的混凝土強度值，相關(guān)人員需利用前期準(zhǔn)備的回彈儀測定斜拉橋上部分結(jié)構(gòu)的腹板、橫隔板、塔柱等關(guān)鍵部位。總共選擇52個構(gòu)件作為檢測對象?？紤]到檢測精度等要求，再加上此橋梁工程的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在現(xiàn)場需選定若干檢測構(gòu)件，將檢測結(jié)果與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相對比，判定其構(gòu)件質(zhì)量是否符合要求。

選擇回彈法檢測，每一構(gòu)件上選定5個回彈區(qū)域。引橋上部結(jié)構(gòu)中，T梁上選定的待檢測構(gòu)件數(shù)量為9個，總共確定10個回彈區(qū)域。為促進(jìn)檢測工作的順利完成，以得到完整且準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，每一測區(qū)布置同等大小的正方形，測點數(shù)量為16個。實際的檢測結(jié)果顯示，主梁混凝土強度大致區(qū)間為55.1～59.7 MPa，此數(shù)值與設(shè)計C55混凝土強度要求大體一致，僅個別數(shù)值達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 恒載下索力檢測的結(jié)果和分析

在橋面無任何活載的情形下利用基頻法測試恒載時該橋拉索索力。綜合檢測過程及結(jié)果，確定該橋梁恒載索力分布較為均勻，且呈現(xiàn)相對規(guī)律的分布狀態(tài)。在無任何活載的情況下，基頻法檢測的靈活度高，操作簡單，得到的結(jié)果可用于后續(xù)的結(jié)構(gòu)修復(fù)。

3.2.4 千斤頂壓力表測定法索力檢測結(jié)果分析

當(dāng)斜拉橋在恒載條件且無任何活載時，為測得索力大小，得到相對準(zhǔn)確的結(jié)果，有關(guān)人員應(yīng)利用千斤頂壓力表進(jìn)行檢測。具體的檢測過程中有關(guān)人員需根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點，選定某段的位移、張拉力曲線，在上述工作結(jié)束后，有關(guān)人員需評估工具錨夾片的內(nèi)縮及變形等特殊情況，從定量化角度分析在有內(nèi)縮、變形情況時，OA段伸長量所同步出現(xiàn)的變化。有關(guān)人員在現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行檢測規(guī)定，觀察在各項操作中位移、張拉力曲線的斜率。經(jīng)過一系列分析，二者的斜率值相對較小，限位板、錨具等機械工具之間有一定縫隙，這種縫隙導(dǎo)致位移超出了正常標(biāo)準(zhǔn)。錨持續(xù)壓緊的過程中，斜率逐步增大。AB段伸長量實際上為線性彈性形變環(huán)節(jié)外露拉索的具體長度，其拉力與張拉的拉索力異常小的情況下，錨夾片中的受力點將有一定的位置變化，此狀態(tài)下BC段曲線斜率異常低?？傊?，操作過程中的主要需關(guān)注荷載的大小變化。綜合操作步驟，可以發(fā)現(xiàn)，千斤頂壓力法影響下索力值與成橋的偏差值較小，利用基頻法測量，得到的數(shù)值略低于實際值，且在其他因素的影響下，結(jié)果波動大。但是，千斤頂壓力法的檢測難度大，前期投入高，為得到準(zhǔn)確的結(jié)果，可利用基頻法檢測，隨后修正結(jié)果。

4 結(jié)束語

試驗檢測對評估道路橋梁的質(zhì)量安全具有重要的意義。雖然目前陸續(xù)出現(xiàn)了多種新型試驗檢測技術(shù)，但這些技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點，有關(guān)人員需根據(jù)新型試驗檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，繼續(xù)研究新技術(shù)，提高道路橋梁檢測的便捷性。

參考文獻(xiàn)

[1] 張璠，申鐵軍.新型筑路材料在公路路面工程的試驗檢測分析[J].四川建材，2022，48（9）：109-110+113.

[2] 裴云坤.橋梁鋼筋混凝土試驗檢測技術(shù)研究[J].運輸經(jīng)理世界，2022（24）：111-113.

[3] 郭仟.新型試驗檢測技術(shù)在道路橋梁檢測中的應(yīng)用[J].新疆有色金屬，2022，45（3）：32-33.