浅析混凝土桥梁内部缺损无损检测技术及评定标准

王涛涛

摘 要：随着国家的发展与桥梁构件的集体工厂化生产，混凝土桥梁的数量也越来越多，而在大兴土木的背后，不可避免地存在着结构内部的缺损，为了更加高效地完成桥梁施工，使桥梁投入使用后能坚实耐用，对桥梁进行定期的无损检测就成了非常重要的事情。

关键词：混凝土桥梁 内部缺损 桥梁无损检测

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（c）-0075-02

对于桥梁建设来说，桥梁的稳定性一直是重中之重，而随着使用时间的增加，桥梁磨损的程度也随之增加，桥梁内部存在的缺损也渐渐显现出来，严重影响了桥梁的安全与使用，因此在不影响桥梁使用的情况下，对混凝土桥梁进行内部无损检测就非常有必要[1]。

1 混凝土桥梁概述

混凝土桥梁一般指预应力混凝土桥，是以预应力混凝土作为上部结构的主要建筑材料的桥梁，由于使用预应力施工，使得各结构接头安全可靠，同时节省钢材，降低了施工成本，但自重比钢筋混凝土桥大，施工工艺略复杂且工期较长是混凝土桥梁的普遍缺点，但随着技术的发展，这些问题也在不断地克服。

2 桥梁内部缺损无损检测技术

对于桥梁的无损检测多以局部检测为主，早期桥梁内部的缺损无损检测技术一般有9种方法，分别是：表观检测、着色探伤、声发射、电位差法、超声脉冲、探底雷达、冲击回波、红外热像和透析成像，而随着科学技术的发展，近年来GPS技术、光纤传感技术、智能传感器技术、信息融合技术等新的检测技术得到了广泛应用，可以说，桥梁内部无损检测已经发展得非常成熟，而在未来，各种技术的革新也必将推动检测技术的进一步变革，促使桥梁检测技术的进一步发展[2]。

3 早期橋梁检测技术与弊端

早期的桥梁检测一般分为上述的9种，这里进行具体介绍：（1）表观检测。早期的桥梁检测技术主要依靠的是动静载荷试验与在现场进行的表观检测，表观检测即检测人员对桥梁外在的状态进行的调查，包括桥梁混凝土体的老化、脱落、磨损等缺损的检测，这种检测方式是最常见的检测方法，能够非常直观地表现出桥梁的状态，同时对于人员与技术也没有特殊要求，经济性强，但同样的，这种检测由于由检测人员实地检测，检测人员的主观性就影响着检测结果，而且效率低、费时，对桥梁内部的缺损无法准确观察；（2）着色探伤技术。着色探伤是将溶有彩色颜料的渗透剂掺入桥梁表面的细小裂缝中，而后涂抹吸附剂，使裂缝中的彩色染料渗至桥梁表面，从而根据染料的纹路判断桥梁内部磨损的情况，这种技术操作简单，且无需大型设备支持，经济实惠，但技术精度低，且需要对桥梁表面进行预先处理，效率较低；（3）电位差法技术。电位差法即通过物质的电化学性进行的分析，主要应用于检测混凝土桥梁钢筋等金属构件的锈蚀与裂缝深度，具有检测便利，可以对水下桥梁基础进行检测等特点，但检测精度低，需要对表面进行预先处理并且只适用于发现桥梁裂缝后进行的检测；（4）声发射技术。声发射技术是运用仪器通过对声发射源在结构中释放出的弹性波进行检测分析，从而获取结构内部缺损的情况，具有实时监测、效率高、检测速度快等特点，但对检测周围环境噪声影响大、信息读取难度高；（5）超声脉冲技术。超声脉冲技术是依靠超声波在传播的过程中发生的反射、扩散以及能力衰减等情况，判断桥梁内部结构的情况以及混凝土强度等工程信息，这种技术可对桥梁进行多次反复检测，且经济性好，但专业性强，需要专业人士进行操作，且不能对桥梁内部情况进行准确判断；（6）探地雷达技术。探地雷达又称透地雷达，是用无线电波来确定桥梁内部结构分布的一种无损探测方法，可以对桥梁内部的空洞、混凝土中的裂缝以及钢筋结构骨架进行检测，具有测量速度快、检测高效、结果准确且不受地域环境影响等特点，但检测过程专业性强，不易判断，有时需要与其他辅助测试结合且容易受桥梁内部结构影响；（7）冲击回波技术。冲击回波法是目前常见的对混凝土进行无损检测的方法，主要运用超声波、冲击混凝土构件从而在结构内部产生应力波，应力波会在结构内部尤其是缺损裂纹部分进行反射与扩散，通过对反应回来的应力波进行检测，可以有效检测出桥梁混凝土中存在的缺陷，且检测方便，不受混凝土中钢筋骨架等构件的影响，经济实惠，但对于大型桥梁来说，检测次数多，需要多点多次测量，且不同频率对检测结果有一定影响，对数据的统计与计算有一定要求；（8）红外热像技术。红外热像技术是采用红外热像仪对桥梁构件各部分进行红外线辐射，根据不同结构产生的不同温度和分布情况进行分析，进而判断桥梁中各结构是否存在内部缺陷，这种探测方法精度高、可对大型桥梁进行大面积检测，检测效率高、省时，且对天气无特殊要求，可全天候多时段进行检测，但由于热传导的原因，对于检测对象厚度有一定要求，对于过厚的桥梁结构来说，定位缺陷点较困难，且受周围环境的干扰；（9）透析成像技术。透析成像技术是通过计算机的处理，对仪器测量出的数据进行二维图像分析，绘制出直观立体的桥梁结构，准确检测出桥梁内部存在的缺损问题，具有透视程度高、测量结果直观、检测过程简单、稳定性高、检测准确等特点，但对于操作成本较高，且对射线的防护措施存在缺陷和不足，无法有效防护。

这是早期桥梁检测中常用的几种常规的检测方法，通过综合运用这些检测方法可以有效检测出桥梁内部结构存在的问题，但无法全面反映出桥梁的具体状态，而随着科学技术日新月异，对桥梁无损检测有了新的发展，近年来研发出了一批新的检测方法技术和手段[4-5]。

4 近年桥梁无损检测技术

随着科技发展，桥梁检测技术也在不断更新，近年来以GPS技术、光纤传感技术、智能传感器技术、信息融合技术等为代表的新型测量技术得到了广泛应用，也加快了桥梁无损检测的步伐。（1）GPS检测技术，全球定位系统，是通过在太空部署卫星从而对地面情况的新型定位技术，近年来也应用在桥梁检测中，这种技术可以有效检测出桥梁内部存在的各种问题，准确、高效，但检测成本高；（2）光纤传感技术，伴随着通信技术的发展，光纤传感技术已经成为衡量一个国家信息化程度的重要标准，现今社会上的传感技术已不下百种，在桥梁检测中可以快速检测出桥梁中混凝土的裂纹和结构构件的内部情况，但同时，光纤传感技术也受检测周围环境震动的干扰；（3）智能传感器技术，智能传感器是一直具有信息处理功能的设备，在桥梁检测中可以系统高效地传递出桥梁结构的情况，并进行自动分析，节省时间的同时节约成本，但对传感技术有较高要求；（4）信息融合技术，又称数据融合，是对于单个信息源获取的多个数据进行分析融合，进而获得精确数据的方法，是桥梁检测中通过各数据的收集与融合精准地检测桥梁，但对数据的收集量有一定的要求[6]。

5 结语

随着时代的进步，对于混凝土桥梁内部无损检测的技术也不断增强，现今的检测技术已经能够基本满足在检测的同时兼顾使用的要求，而随着智能化、系统化的普及，在结合了过往的技术与经验后，无损检测技术一定会更加完善。

参考文献

[1] 郝保红，曾丁，曾琪卉，等.混凝土钢筋在不同锈蚀状态下的力学性能退化规律[J].太原理工大学学报，2014，45（6）：750-753，768.

[2] 孙伊圣.基于双电极电位的桥梁内部配筋锈蚀度瞬变电磁成像无损量化检测试验[D].重庆交通大学，2013.

[3] 程俊.基于电磁脉冲涡流的桥梁内部钢筋锈蚀度检测试验研究[D].重庆交通大学，2015.

[4] 陈翔.提升混凝土桥梁耐久性能研究[D].北京交通大学，2010.

[5] 周长勇.桥梁基桩内部缺陷检测方法比较[J].低碳世界，2016，（15）：191-192.

[6] 朱俊.桥梁基桩内部缺陷检测方法对比研究[D].西南交通大学，2010.