无损检测新技术论文(2)
无损检测新技术论文
无损检测新技术论文篇二
桥梁无损检测技术的现状研究
摘 要：首先介绍了桥梁无损检测技术的含义，接下来阐述了桥梁无损检测技术的研究现状以及新趋势，最后介绍了几种桥梁无损检测技术方法及应用。
关键词：无损检测技术;研究现状
1 桥梁无损检测技术的含义
就桥梁来说，桥梁的损伤分为材料性损伤和结构受力损伤两种损伤形式。桥梁的结构材料中钢筋和混凝土是最主要的两种，桥梁的损伤形成和发展与桥梁的工作性质和受力状况决定，损伤反应到材料上面就是疲劳损伤和钢筋锈蚀。混凝土在使用前其内部由于混凝土凝结和硬化过程干缩而引起裂缝的存在。同样的对于钢筋而言也存在缺陷，例如钢材在冶炼的时候可能存在杂质，这些杂质的存在会对钢材的连续性造成破坏，并且在某些条件下还会使钢材产生电化学腐蚀。此外钢筋需要焊接，这些焊接的接口是损伤产生和发展的薄弱环节，在结构受力时这些部位容易造成应力集中而出现损坏，造成桥梁损害。
目前桥梁技术正处在飞速发展的时期，对于桥梁建成后结构的损伤评定越来越受到专家们的关注，目前来讲对于结构损伤的检测主要的方法是用相关的仪器对相应的结构进行检测。随着对检测技术的要求越来越高无损检测技术逐渐的成为主流。所谓的无损检测技术主要的测试方面是与结构安全有直接相关关系的宏观上的力学性能和宏观缺陷。无损检测技术在桥梁方面的主要应用有：桥梁结构特点以及本身的材料特点;能够反映桥梁某些方面性能的参数或物理量，并能把各个参数或变量放在一个函数关系中;改进目前的检测方法和检测技术。无损检测技术在目前的桥梁检测中应用非常的普遍，一般来说分为两个部分：整体结构的状况识别和局部部件的损伤识别。桥梁本身的构成是一个复杂的系统，包括各种各样的材料、各种组合结构、各种部分。在这个系统中各个部分所在的位置和所起的作用不同造成了各个部分的重要性、应力状态、易损性、刚度、动力特性有很大差别。
2 桥梁无损检测技术的研究现状以及新趋势
2.1 桥梁无损检测技术的研究现状。从无损经测技术刚刚兴起到目前无损技术在桥梁检测中普遍应用，这个过程要经历相当漫长的一个时期。桥梁的安全性问题在科技发达的今天依然很突出，但是某些先进的无损检测技术并没有得到应有的重用。现在桥梁的检测中传统的常规检测技术依然被沿用下来，传统的无损检测技术也只是作为常规检测的辅助手段，并且一些先进的无损检测技术几乎都没有在实际操作中得到应用。
常规的桥梁检测方法是把动静载试验和检测人员的现场检测相结合，然后以混凝土硬度实验、腐蚀作用实验、超声波探测等多种检测手段作为辅助手段。桥梁检测中最原始的方法是现场观察法，这种方法对专家的个人能力要求比较高，它主要是根据专家的定性分析进行检测，没有具体的定量分析，它常常由于专家的主观错误而对桥梁的检测出现偏差。静载试验也是一种常规的桥梁检测方法，通过实验得出挠度和应变，然后再结合现场专家的观察来评判桥梁的健康状况。桥梁检测中另一个重要的方面是对裂纹的检测，对于裂纹检测的常用方法有：液体渗透、磁分子、涡流仪、超声波和声发射等。探测钢桥体积缺陷一般用X射线摄像法，检测混凝土桥的总体技术是荷载试验和模态分析。
2.2 桥梁无损检测技术的新趋势。近几年桥梁检测技术不断地发展和完善，科研人员研究出了很多检测桥梁的新方法，这些新方法不但快速、高效、全面，而且还不会对桥梁本身造成伤害，这就是新型的桥梁无损检测技术。这些新方法的独特优势使得它能够迅速的在桥梁检测中得到应用，例如在对桥梁底部结构挠度的测试中使用激光雷达测试，在测量桥体表面状态变形时运用激光斑纹测量和全息干涉仪技术。近年来振动实验模态分析技术不断的发展，通过模型得到数据，这些数据对于结构动力模型的完善具有重要的意义，两个模型的结合为安全的检测桥梁结构提供了新途径。通过对振动模态分析技术研究发现动力响应是结构整体状态的一种度量，随着结构的性能发生变化，相应的选用结构振动模态作为权数，来实现对单元损伤的识别和定位。
最近，美国提到的一些桥梁检测的新技术和新项目有：首先是桥面先进的检测系统，这个和系统包含了两大部分，一个是双带远红外热成像系统，另一个是地面渗透雷达;其次是先进的桥梁健康测试系统，在这个系统里包括了桥梁监测系统中的无线电发送，利用GPS全球定位系统测量桥梁的变形程度等;然后是测量疲劳裂纹和评估磁铁的先进技术，在这项技术力包括了利用先进的超声波对桥梁的裂纹进行检测，检测后再利用磁分析仪、热成像、无线应变测量等系统进行相关分析。再次是探测锈蚀的先进技术，在这项技术里包括了磁漏探测技术、探测先张法压浆空隙的冲击—反射系统;最后是用强迫振动响应法来测得一定的数据然后定量评估桥梁下部结构、用激光振动计测量斜拉索索力及量化的无损检测方法。
3 桥梁无损检测技术方法及应用
3.1 回声波检测法。回声波检测法的基本原理是：在桥梁的结构上施加一个短期的但是连续的作用力，这个力会产生应力波，这种应力波会在桥梁的表面或者缺陷处进行反射。由于声阻力不同会造成这些应力波的传播速度不同，然后采用传感器记录下有反射波引起的表面移置。传感器会把这些应力波的振幅和频率保存下来并进行处理。回声波检测法的优点在于没有放射性射线的危害，因此该方法的安全性比较高。此外利用回声波检测法还能够检测管道中空洞的深度、厚度等。回声波检测法操作简便易行，只需要一面的检测通路，但是它只能检测比较大的空洞。它能够检测到的最小空洞的尺寸一般来说要大于空洞本身的直径，而且若果孔洞中装满水的话这种方法就会失效。
3.2 GPR检测法。GPR检测法中文名称是探地雷达检测法，属于电磁回声方法的一种。它的原理是利用一个传感器(这个传感器包括两部分，发射器和接收器)，给这个传感器一个指定的速度让它穿过结构的表面，声波较短的持续脉冲能量得以传播，与此同时材料表面和结构特征的反射信号被接收器接收。这些信号的介电常数是不相同的，最后收集到的数据是一个连续的截面。探地雷达检测法的风险性比较低，在使用这种方法时，探地雷达会产生一种电磁冲击脉，这种冲击脉的频率很高在桥梁的结构能通过天线进行传播。冲击波在传播的过程中遇到界面会发生反射或者折射，并且会被接收器保存下来。探地雷达检测法优点在于检测速度快、安全性高、检测范围广。鉴于探地雷达检测法的这些优点，这种方法被广泛的应用在很多条件苛刻的地方，例如检测时不能损害内部的结构。
3.3 射线探伤法。射线探伤法原理是把底片放在桥梁的结构中，通过发射射线生成空洞的图片。这种方法的优点在于可以判断出钢筋断裂的位置和空洞的大小，在交通正常行驶的情况下也可以测量。但是射线有一定的危害，这是这种方法的不足之处。
4 结语
随着大型桥梁的安全性问题越来越严重，桥梁无损检测技术在检测、维护上就显得更加重要。随着科技的进步国内桥梁无损检测技术已经取得了很大的发展，但是很多核心的技术还是要从国外引进，要进一步研究这一项技术，推广它的使用范围。
参考文献
[1] 吾新璇.混凝土无损检测技术手册[M].北京：人民交通出版社，2003.
[2] 刘沐字.桥梁无损检测技术的研究现状与发展[J].中外公路，2002.
[3] 乔烈艳.无损检测技术在道路施工中的应用与发展[J].建材世界， 2010(04).
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