无损检测技术在桥梁工程中的应用

【摘要】加强对在建桥梁的无损检测，可以有效的提高在建桥梁工程的质量，从而可以从根本上提高桥梁工程的安全性和耐久性。因此对桥梁结构进行定期的无损检测具有非常重要的意义。本文从无损检测技术的概述讲述，分析了桥梁损伤的原因及类型，以及桥梁无损检测的技术，并提出了无损检测技术在桥梁中的具体应用 。

【关键词】无损 检测 桥梁 应用 

一、在建钢结构桥梁的无损检测 

在钢桥制造过程中，对焊缝缺陷或裂纹应由制造企业严格按照产品质量的检验规程加以控制，可使用常规超声波探伤、X射线、磁粉、渗透等无损检测技术。 

对在建钢结构桥梁进行检测时，按照《铁路钢桥制造规范》的要求，对Ⅰ、Ⅱ级横、纵向对接焊缝、Ⅰ级全熔透角焊缝、Ⅱ级角焊缝均应进行100%的超声波检测，对板厚小于等于30mm的主要杆件受拉横、纵向焊缝除进行超声波探伤外，还应按接头数量的10%进行射线探伤，当焊缝长度大于1200mm时，在中部加探250-350mm。桥面板的U肋应进行100%的磁粉探伤。对接焊缝、全熔透焊角接焊缝等接头均可采用常规超声波检测，但常规超声波检测对不熔透角焊缝的焊根处缺陷的大小难以判断，一般不适合检测不熔透角焊缝，而且对于重要部位的部分熔透角焊缝，应需要足够的试验，且有经验的人员实现检测。 

射线和超声检测主要用于检测焊缝的内部缺陷、磁粉检测主要用于检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷、渗透检测主要用于检测非多孔性金属材料和非金属材料的表面开口缺陷。但是任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。检测时应尽可能多采用几种检测方法，互相取长补短，取得更多缺陷信息，从而对实际情况有更清楚的了解，确保所检设备的质量。 

二、桥梁无损检测的主要技术 

1、射线检测技术 

射线检测技术的工作原理是利用X射线和Y射线穿透被检物体的各部分，把受到不同程度吸收的射线透射到X射线的胶片上。根据强度衰减的不同，显示出物体内部缺陷情况和厚度变化，从而检出桥梁的缺陷。通过胶片上缺陷的数量、大小和形状来判断缺陷的质量等级和危害性。它的优点是缺陷形状部位直接明了，同时可以获得永久的记录，便于以后进行再次检查；缺点是射线设备价格昂贵并且不易携带，射线对人的身体也会产生危害。 

2、超声检测 

超声波探测技术在在建桥梁钢结构质量控制中应用非常平凡，超声检测的工作原理是利用物体缺陷本身的声学特性对超声波传播的影响，来检测物体的某些物理特性和缺陷。在超声检测中常用的是A型脉冲发射法探伤，常用的超声频率为0.5―5MHz。超声检测方法的优点是对未熔合、未焊透等平面形缺陷十分敏感，检测率也较高，成本低，检测速度快并且仪器便于携带；缺点是容易受到操作人员熟练程度和技术经验的影响，对桥体材料表面的粗糙程度有比较高的要求。 

3、磁粉检测技术 

磁粉检测技术的工作原理是铁磁性材料被磁化后，它的内部会形成很强的磁感应强度，它的磁力线密度会增加几百倍甚至几千倍，如果物体存在材质、形状、结构等原因造成的不连续性或者是材料中存在缺陷造成的不连续性，磁力线都会发生畸变，有的磁力线会溢出材料表面，从空间中穿过，形成漏磁场，通过漏磁场吸附磁粉的原理来显示物体近表面或表面处的缺陷。它的优点是检测速度快，检测成本低，能够发现物体表面细小的裂纹，所以检测灵敏度高；它的缺点是只能检测铁磁性的材料，而且对于埋藏较深的内部缺陷无法发现，而且，对于某些特别的工件，检测完成后还需要退磁。 

4、渗透检测技术 

渗透检测技术的工作原理是当被检工件表面涂覆了带有颜色或荧光物质且具有高度渗透能力的渗透液时，在液体对固体表面的湿润作用和毛细管作用下，渗透液渗透入工件表面开口缺陷中，然后，将工件表面多余的渗透液清洗干净，注意保留渗透到缺陷中的渗透液，再在工件表面涂上一层显象剂，将缺陷中的渗透液在毛细作用下重新吸附到工件表面，从而形成缺陷的痕迹，通过直接目视或特殊灯具，观察缺陷痕迹颜色或荧光图象对缺陷性质进行评定。 

三、无损检测技术在桥梁中的应用 

1、桥梁的设计与建造是以保证结构的适用性、安全性和耐久性作为标准的。适用性包括桥梁结构是否满足原设计承载能力以及能否承受目前交通荷载。安全性和耐久性都需要在桥梁建成后的使用过程中进行定期检测和维护。因此对桥梁结构进行定期的无损检测具有非常重要的意义，通过桥梁无损检测可以： 

1.1 对现役有损伤桥梁进行诊治，可以准确找出桥梁损伤的原因，为桥梁的损伤治理提供依据。 

1.2 能够合理选择损伤桥梁修复的材料和工艺，最大限度地延长桥梁结构的使用寿命及降低损伤桥梁的维修加固工程费用。 

1.3 能够弄清楚桥梁结构耐久性损伤产生机理，在新建桥梁设计与施工时针对性地加以预防。 

1.4 在新建桥梁质量监督和管理工作中，努力尝试和引进先进的无损检测技术，能准确鉴定工程实体的质量状况，提高新建桥梁的整体质量。 

2、桥梁无损检测包括对桥梁上部结构的无损检测和下部结构的无损检测。其中桥梁上部结构的无损检测有： 

2.1 钢桥的疲劳裂纹和焊缝质量等控制通常采用超声、射线、磁粉和渗透等无损检测方法。 

2.2 索结构、悬索桥、斜拉桥和吊杆拱桥等一钢索或钢丝为主受力杆件的桥梁称为索结构。主要检测缆索和拉索的受力、锈蚀或损伤情况。通常采用电磁探测、超声探伤、应力测量、射线、声发射和CT技术等无损检测方法。 

2.3预应力混凝土梁和钢筋混凝土梁主要存在裂缝和内部钢筋锈蚀问题，通常采用超声回弹综合法检测混凝土强度，超声波法测裂缝，电化学检测锈蚀等。混凝土桥面板采用冲击回波法和雷达法检测缺陷和厚度。钢管混凝土则采用超声投射法检测混凝土密实度。 

2.4桥梁结构承载能力和评估，通常用传统桥梁荷载试验方法，即将已知载重的卡车置于桥梁关键位置，通过检测桥梁应力或跨间挠度等参数，可得出桥梁的实际承载能力，也可利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度，利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态。 

3、桥梁下部结构的无损检测则包括以下内容： 

3.1 桥梁墩台，通常采用平行地震法和超声地震法等检测技术 

3.2 桥梁桩基，由于施工技术的难度和施工人为因素等原因，桩身存在沉渣、蜂窝、夹泥、空洞、缩径、断桩、裂缝和离析等缺陷，检测方法通常采用超声透射法和声波发射法。 

四、无损检测技术的前景和展望 

无损检测技术随着科学技术的发展而发展，是先进科学技术的结晶。无损检测技术促进了工业以致整个经济的发展，从某种意义上讲，无损检测技术水平可以作为衡量一个国家工业和经济的发展程度，以及科学技术发展水平高低的标志之一。无损检测技术是多学科综合的一门应用技术，是建立在基础学科的基础之上的，是有从基础理论中不断吸收养分，才能不断完善和发展。无损检测技术的研究，应善于把基础理论与工程实践结合起来，建立起理论研究与工程应用联系的桥梁，完善现有的方法和开辟新的途径。同时，高新技术在无损检测领域中的广泛渗透、应用和衍生发展，必将推动检测手段和评估方法的深刻变革，促使桥梁结构无损检测与评估技术向集成化、系统化、网络化和智能化方向发展。 

结束语： 

无损检测技术对在建的钢结构桥梁检测中发挥了至关重要的作用，无疑推动了钢结构工程的发展。随着无损检测设备的不断更新和现代化，以及无损检测技术的逐步完善，未来无损检测技术将在桥梁及建筑的更多领域发挥至关重要的作用。 

参考文献： 

[1]谭 敏 无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用思路研究[J] 科技资讯 2010（10） 

[2]徐敬岗 无损检测技术在桥梁钢结构行业中的应用[J] 科技信息 2011（35） 

[3]王 锐 无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J] 山东交通科技 2014（2） 

[4]廖俊瑜 无损检测技术在桥梁工程中的应用与研究[J] 黑龙江交通科技 2012（10）

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