浅谈无损检测技术在道桥中的发展前景

(黑龙江省桦南县公路管理站 154400)

前言：近年来，我国道桥发展迅速，在数量和质量上都取得了显著成果，为经济发展提供了保障。但桥梁和道路长期承受较大载荷，极易出现内部结构的破坏和变形，为道路安全带来隐患。无损检测技术广泛应用于道桥检测，并取得了良好效果。但目前我国的无损检测技术并不成熟，还需在原有技术的基础上，加快自主创新的进程。

1.无损检测技术在道桥工程中的应用

1.1 超声波技术的应用

桥梁和道路承受较大载荷，长期使用会出现疲劳和破坏，如裂隙、变形和断裂等，在一定程度上将声波能量释放出来。这些疲劳和小形变积累到一定程度，道桥会在极短时间内发生巨大破坏而失效，因此必须严密监测。超声波的频率很高，其频率传输贴近波的传输定律，利用瞬间应力波原理，可将超声波技术应用于道桥中裂隙和断面的检测。其原理主要是利用物件对道桥表面进行敲击，使其产生低频应力波。应力波会传播到道桥的内部，当遇到桥梁内部的交界或断裂面时则反射回检测设备。断裂面以及冲击面等产生的多种波段可以在交汇时进行瞬间共振，因此可以通过对反射波形态的分析比较，判断桥梁结构的完整性和是否存在裂纹和损坏面，并确定裂隙的具体位置。超声波检测技术能对道桥提供综合的检测，但其准确性易受到其它因素的影响，例如材料的种类、管道的相对位置等，因此还需进一步探索和改良。

1.2 探地雷达技术在道桥检测中的应用

当进行道路检修作业时需要检测地表浅层或超浅层的情况时，往往采用探地雷达技术。其原理主要为利用高频电磁脉冲波的发射线让桥梁结构内部接收宽频带短脉冲，利用天线将雷达脉冲传送至地下。当雷达脉冲在地下传播遇到不同典型介质的交界面时，会受到影响而使部分脉冲波的能量直接返回到地面，再被接收天线接收。通过分析反射波和发射到接收的时间，可以判断地下的介质分布情况。与超声波技术相比，探地雷达技术更稳定，不易受到外界环境的干扰，可进行大范围检测，且具有操作简单、设备轻巧容易携带、检测速度快等优点，特别是其极高的分辨率使得该技术在道桥浅层和超浅层检测中有着突出的表现。探地雷达检测技术通常用于检测道路的密实性、厚度以及道桥的无损伤检测。随着科技发展，现已推出探地雷达车。探地雷达车在夜间也可运行，且检测数据相当精确，进一步提高了检测效率，为道路检修提供了更加准确的分析依据和数据支持。

1.3 光纤传感器技术在道桥检测中的应用

光纤对某些特殊物理量较为敏感，并可以产生特定的反应，将该物理量转化为光信号而使其得以测量，这就是光纤传感器的原理。光纤传感主要有股绞光传感和多层反射传感两大特征。前者的主要原理为光纤局部出现的变化会影响传导射光密度。通过对光变化的分析来判断道桥内部结构的变化和损坏；后者则是通过光线从传感器出发、到达反射装置、返回原点所需要时间进行分析计算，从而推测桥梁的内部情况。利用这两大特征可以制造出许多不同的光纤传感器。光纤传感的材料多采用石英玻璃，具有耐高温高压、耐腐蚀以及良好的电绝缘性和高温稳定性，因此不易受到外界干扰。且光纤的比密度小，加工性能好，可以根据实际需要进行设计。此外，光纤传感器可以预埋在道桥内部对其内部物理量进行测量，实现测量的持续性和实时性，从而减弱道桥隐患的发展。光纤传感器技术还具有精确度高、稳定性好、设备轻便、体积小等优点，在道桥无损检测中得到了广泛应用。

1.4 图像检测技术

图像检测技术是将所获得的道桥信息转化为图像，并加以分析的检测方法。图像检测技术一般包括红外线成像技术和激光全息影像技术。红外线成像技术的主要原理是将分子热运动产生的热量通过红外摄像机进行检测，并将热点红外辐射转化为桥面温度图像。由于分子运动和分子种类不同，其运动产生的热量也不同，在图像上对应不同的颜色。若检测的道桥内部结构中出现裂纹，则温度无法直接作用于该裂隙，导致混凝土的温度持续升高。因此根据图像中道桥的热量分布情况，可以判断其内部结构出现的缺陷和损坏。激光全息影像技术则是使用专业设备对道桥进行全面拍摄，并制成全息图。通过对全息图的分析和计算，推测道桥的裂痕位置和其他损坏。图像检测技术能够直观反应道桥缺陷，在道桥检测工程中应用广泛。

2．道桥检测中无损检测技术的发展思路

2.1 加强技术和设备的自主创新

与发达国家相比，我国对无损检测技术的研发起步晚，存在较大差距，国内相关的检测设备多为国外进口。这一方面加大了道桥检测的经济成本，难以实现大范围推广，一方面使我国无损技术的发展受到限制，不利于建筑工业的发展。因此，我国必须加强对无损检测技术的自主研发，对已有的技术和设备进行创新和发展，尽快建立能够大规模投入使用的无损技术及检测设备的系统。研究人员需要充分认识到无损检测对于道桥检修的重要性，积极推动国内检测由低精度、低速度、易干扰向高精度、快速度、强稳定的方向发展以及由低效率的人工检测向高效率的自动化检测发展。

2.2 行业进一步健全检测内容

道桥检测覆盖的内容十分广泛，包括路面情况、内部缺陷、隧道、桥涵、路基等多个方面。然而目前无损检测在道桥中的应用并未涵盖以上所有范围，仅仅服务于较小区域，使无损技术在道桥检测中有了一定的局限性。为使无损技术在道桥检测中得到充分的利用，行业应进一步对检测内容进行扩充，不断发展新的检测领域，丰富道桥检测的无损技术和检测设备。另外，对于道桥检测的内容，要制定相应的标准，便于参照检测结果。同时也要进一步完善检测流程，确保检测过程的规范性和有序性，从而提高检测结果的可靠性，节约检测成本。

2.3 提高检测人员的专业素质

由于我国道桥无损检测技术和设备主要依赖于国外进口，受到经济成本和其他因素的制约，无损检测技术难以大规模推广，专业检测人员的数目和专业指数较低。检测人员的工作水平低，检测结果也会缺乏可靠性和准确性。若检测人员对检测技术和仪器的使用缺乏必要的认知，甚至会造成设备折损等问题。因此，国内需要对检测人员进行专业培训和严格考核，通过对无损技术的原理学习、设备分析和检测流程的深度学习，提高其检测水平和专业素质。同时鼓励检测人员积极参与新技术和新设备的研发，为我国无损检测技术的发展提供源源不断的助力。

结语

道路桥梁是交通工程的重要组成部分，对于国家的经济发展起着至关重要的作用，发展道路检测技术是保障道桥安全的重要内容。无损技术为道桥缺陷的检测提供了极大便利，并为道桥施工提供了方案。但目前我国的无损检测技术与发达国家相比仍存在较大差距，国内的检测技术和设备依然缺乏先进性，使道桥检测工作受到了一定的局限。国家需要进一步加强对无损检测技术的研发，敦促行业尽快对道桥检测的内容进行深化和完善，加强对专业人员的培训，使无损检测技术在我国的道桥检测中发挥更大的作用。

[1]王思博．解析无损检测技术在道桥中的应用与发展[J]．黑龙江科技信息，2014（12）：134.

[2]张春阳.浅谈道路桥梁无损检测技术应用[J].中国新技术新产品,2012(12):96-97.