歡迎來到http://www.nvlbio.live !
當前位置:六六工程資料網建筑課堂工程資料檢測試驗無損檢測技術在道橋中的應用

無損檢測技術在道橋中的應用

08-22 14:05:57  瀏覽次數:326次  欄目:檢測試驗
標簽:檢測試驗設備, 無損檢測技術在道橋中的應用,http://www.nvlbio.live

摘要:介紹了無損檢測技術在道橋中的應用情況,分析了無損檢測技術在道橋工程應用中所存在的困難與問題,從中提出一些解決問題的思路與以及預測道橋無損檢測技術今后的發展趨勢。

關鍵詞:無損檢測;道路與橋梁;應用與發展

近20年來,在我國的道橋建設飛速發展的同時,也有大批既有道路與橋梁相繼進入老化時期。為此,為了確保道橋結構的安全運營,對道橋檢測工作提出了更高的要求,道橋檢測工作亦由此愈發顯得重要。目前國內外在道橋檢測方面繼出現了許多現代檢測技術與檢測方法,其中比較具代表性的,國內外學者關注最多的是橋梁的健康診斷無損檢測。道橋的無損檢測技術的發展始于20世紀30年代初,目前已形成了一個較完整的無損檢測體系[1]。文中扼要地介紹了其中的幾種無損檢測技術在道橋檢測中的具體應用,分析了這些無損檢測技術在應用中所存在的困難與問題,并提出一些解決問題的對策思路以及無損檢測的發展趨勢[2]。

1 無損檢測技術的特點與應用

1.1 無損檢測技術的特點

無損檢測技術是指在不影響結構或構件性能的前提下,通過測定某些適當的物理量來判斷結構或構件某些性能是否發生改變的檢測方法。無損檢測技術是多學科緊密結合的高技術產物,現代材料學和應用物理學的發展為無損檢測技術奠定了理論基礎,而現代電子技術和計算機科學的發展又為無損檢測技術提供了現代化的測試工具。

1.2       無損檢測技術在道橋中的具體應用與存在的主要問題

1.2.1 光纖傳感技術在橋梁檢測中的應用與問題

光纖傳感技術是利用光纖對某些特定的物理量敏感的特性,將外界物理量轉換成可以直接測量的光信號的技術。從20世紀70年代中期至今,光纖傳感技術經過20多年的飛速發展已經有了很大的進步,已成功研制百余種光纖傳感器。它已涉及到國防軍事、航天航空、工礦企業、能源環保、生物醫藥、計量測試、自動控制和家用電器等各種領域。將光纖傳感器應用于橋梁測量中,可實現對橋梁鋼索的索力及預應力連續混凝土梁內部應力、應變特性的測量和監測,構成所謂的光纖智能橋梁。光纖傳感器與傳統的傳感器相比主要差別在于:傳統的傳感器是以應變-電量為基礎,以電信號為轉換及傳輸的載體,用導線傳輸電信號,因而使用時受到環境的限制,如環境濕度太大可能引起短路,特別是高溫和易燃、易爆環境中易引起火災等。光纖應變傳感器是以光信號為變換和傳輸的載體,利用光纖傳輸信號,它的優點是:光纖是由石英玻璃制成的,是一種介質、絕緣體,且耐高壓、耐腐蝕,能在易燃易爆的環境下可靠運行;光纖為無源器件,對被測對象不產生影響; 光纖體積小,重量輕,可做成任意形狀的傳感器陣列;光纖傳感器的載體是光。

我國從20世紀90年代開始了對光纖傳感技術的應用研究。同濟大學、重慶大學、哈爾濱工程大學等院校對光纖傳感器應用于橋梁檢測進行了理論研究,并已應用于橋梁檢測中,取得了較好的效果。其中重慶大學已把其在光纖傳感技術方面的研究成果應用在重慶槽坊立交橋的長期在線動態遠程健康監測中,證明了其技術的可行性。把光纖傳感技術運用到橋梁檢測中給橋梁健康監測和安全評價注入了新的活力[3]。

利用光纖傳感技術進行無損檢測雖然有精度高和實用性強,以及對橋梁能進行健康診斷等的獨特的優越性能,在橋梁檢測中的應用形式比較樂觀,然而,因其價格昂貴,針對我國的國情該項技術在我國的橋梁檢測中還難以推廣。

1.2.2 超聲波在檢測灌漿管道空隙位置中的應用與問題

利用超聲波檢測梁中的空隙位置是基于瞬間應力波的原理。用一種短促的機械撞擊(用小鋼球敲擊混凝土表面)產生低頻應力波,傳導至結構內部,再由斷裂面或界面發射回來,以反射波的形態來進行判斷。

來自沖擊面、斷裂面以及其它面間的多種波會產生瞬間共振,可以用來測定結構的完整性或裂隙的位置,記錄下來的信號(時間-頻率曲線)可以進一步提供有關空隙位置的信息。

如利用超聲波檢測鋼管混凝土中鋼管與混凝土以及混凝土內部之間的脫空情況等,其原理可以歸納如下:當超聲波換能器布置為直接對穿法檢測時,超聲波在鋼管混凝土中徑向傳播的時間為t,與繞鋼管壁半周長傳播的時間tsp的關系為:

tsp=πvctc/2vsp                                (1)

式中,vc為超聲波在鋼管混凝土中的傳播速度:vsp為超聲波繞鋼管壁的傳播速度。該工程鋼管混凝土的設計強度等級為C50,采用525號普通硅酸鹽水泥、中砂及5~25mm碎石,摻 級低鈣灰、高濃高效泵送劑以及U型膨脹劑。鋼管混凝土實測超聲波波速vc約為4.5km/s,鋼管的波速vsp約為5.4km/s即:

tsp=1.3tc                  (2)

由上式可以看出,只要鋼管混凝土內部是密實的,且混凝土與鋼管內壁膠結良好,則用對穿法檢測時,接收信號的首波是沿鋼管混凝土徑向傳播的超聲縱波,而繞鋼管壁半周長傳播的時間較長,其初至波疊加于首波之后。故可應用超聲波檢測鋼管混凝土的質量情況[4]。

雖然超聲波可以應和于橋梁的綜合檢測和維修,可以對橋的梁、板以及樁等結構進行檢測,以確定管道中是否存在空隙,進而可以及時進行灌漿修補,但是該項檢測技術也有許多有待改進和完善的地方,如管道相交或相鄰時對檢測的影響;管道中有蜂窩體、水或部分空氣時對結果的影響;采用別的材料的管道對檢測的影響;該項檢測技術在檢測道路路基密實性等問題有待進一步的研究[5]。

1.2.3 探地雷達在道橋中的應用與問題

探地雷達是利用高頻電磁脈沖波(10~1000MHz或更高)以寬頻帶短脈沖形式由發射天線送入地下,該雷達脈沖在地下傳播過程中,遇到不同電性介質交界面時,部分雷達波的能量被反射回地面,被接收天線接收。探地雷達探測的是來自地下介質交界面的反射波,每一記錄道的雷達數據n(t)可看成是雷達脈沖子波b(t)與反射波系數序列R(t)的卷積:

             (3)

式子中,子波b(t)取決于所使用

www.nvlbio.live的雷達系統,而R(t)則包含了地下介質的信息。通過探地雷達記錄的反射波到達地面的時間t和反射波的波幅來研究地下介質的分布,以其特有的高分辨率在淺層或超淺層探測中有著極其廣闊的應用[6]。

探地雷達其特點為:能精確測定缺陷區的形狀、大小和深度;節省勞力、操作方便、速度快;能在大范圍內進行檢測;不受周圍環境影響。探地雷達在道路中具體應用主要是對道路面層厚度檢測、道路基層空洞及高含水的檢測、基層厚度以及擋土墻病害檢測等[3]。另外根據探地雷達的特性,還可以將其運用于道路的材質、裂縫、濕度檢測,以及橋梁的結構檢測等。這對于雷達的性能以及分析人員有著較高的要求,必須有大量的實測數據及工程實踐為基礎。

探地雷達在道路以及橋梁結構的檢測方面的確具有廣闊前景,然而其價格也比較貴,如意大利某公司生產的價格較低的也需要二十幾萬元人民幣一臺,因此還有待于自產開發研制才能得以推廣應用。

2 促進與改善道橋無損檢測的思路方法對策

2.1 依靠現代科技對行業檢測技術進行突破

通過對以上三種較先進的無損道橋檢測技術的分析,從中不難發現其有一個共同的特點:這些技術大多首先是從國外引進,因此其價格都比較貴,在我國進行大范圍的運用推廣在技術上以及經濟上存在一定的難度。針對該情況,為使該技術能在我國得到廣泛地推廣應用,必須在掌握該類檢測技術的同時盡可能地根據我國國情進行自主的技術創新,依靠現代的科學技術進行研究,使我國的行業檢測技術在國際行業檢測技術上有所突破[8]。

2.2 完善行業檢測的內容

道路工程是由點、線、面所組成呈帶狀分布的系統工程,它涉及的內容比較多、范圍比較廣。通常有路基、路面、橋涵、隧道等多種結構物。以上提到的檢測技術還僅僅是在道橋工程的一小范圍上得以運用,有許多新的行業項目檢測技術有待于研究開發,同時使開發的產品可以運用在道橋工程領域的不同方面。如可以利用檢測設備對橋梁的橋面結構、混凝土橋梁結構、鋼橋結構、橋梁的下部結構、道路路基路面結構、擋土墻結構以及橋梁地基基礎結構等道橋工程多方面地進行全方位的檢測,從而不僅使行業的檢測技術領域得到發展,而且使行業檢測的內容也得以完整與補充[9]。

[1] [2]  下一頁

,無損檢測技術在道橋中的應用

++《無損檢測技術在道橋中的應用》相關文章

贵州快3下载