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1、桥梁无损检测技术探究现状和发展 摘要：无损检测技术是指在不影响结构或构件性能的前提下,通过测定某些适当的物理量来判断结构或构件某些性能的检测方法，文中介绍了桥梁无损检测技术的内涵，并对桥梁无损检测技术的研究现状与发展进行了探讨。关键词：桥梁无损检测技术研究现状发展中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：前言桥梁工程检测是保证桥梁正常使用和进行维修加固的重要依据。桥梁工程的检测在于随时掌握桥梁的技术状况和安全状态,总结设计、施工、使用和维修经验和教训,。通过鉴定现有桥梁的承载力和通过能力,指导对桥梁的正确使用、管理和维修。一、桥梁无损检测技术
2、的内涵随着桥梁技术的飞速发展,对既有结构损伤的评定,已越来越依赖于仪器对结构进行检测。作为一种检测技术,无损检测主要用于与结构安全直接有关的宏观力学性能及宏观缺陷的测试方面,在桥梁工程中的应用,主要与下面几个方面息息相关:1桥梁自身材料与结构方面的特性;2合理选取反映桥梁整体或局部的某些性能的物理量,7并确定相互之间的函数关系;3检测方法的改进和检测仪器的更新。无损检测技术在桥梁检测中的应用十分广泛,总体上可以概括为基于整体的结构状况识别和基于局部的构件损伤识别。桥梁是一个由多种材料,不同结构组合而成的大型综合系统,系统各个成分的重要性、应力状态、易损
3、性不一,刚度、动力特性也相差甚远,所以造成桥梁检测的范围十分广泛、复杂,如何对如此众多的检测项目进行合理分类,是值得研究的问题。对此,一些学者已经进行了大量有益的研究和探索,提出了神经网络法、层次分析法等作为分类标准进行探讨。识别桥梁的损伤,我们应该关注的是对结构功能产生严重影响的那些损伤,从这一意义出发,将桥梁的损伤归结为材料损伤和结构受力损伤两大主要的损伤形式是合适的。钢筋和混凝土是目前桥梁工程中最主要的两种结构材料,桥梁的工作性质和受力状况决定了桥梁的损伤形成和发展,反映到材料方面则主要表现为疲劳损伤和钢筋锈蚀。混凝土是一种多相复合材料,内部结构
4、较为复杂。混凝土构件在投入使用前,其内部就已经有微裂缝存在,这种微裂缝首先在较大骨料颗粒与砂浆或水泥的接触面形成,主要是由于混凝土凝结和硬化过程中水泥的干缩而引起的。对钢筋而言,使用前同样存在缺陷,由于冶炼时杂质的存在,不仅在微观上破坏钢材的连续性,7而且在一定条件下会成为导致钢材锈蚀的阳极,是钢材产生电化腐蚀的直接根源。另外,混凝土梁的主筋有时是由几根钢筋焊接而成,这也会制造出有利于损伤产生和发展的薄弱环节,如焊缝中的微裂缝、焊接过程中的残余应力等。当结构受力时,这些部位将导致应力集中而首先出现破坏,是桥梁损伤产生的根源。从结构受力的角度分析,桥梁投
5、入使用后,要经历使用荷载、超常荷载、偶发荷载的作用,特别是竖向荷载的重复作用,还会经受各种环境因素,如日照、温差、冻融循环、风霜雨雪等,将会导致桥梁构件的抗力退化,特别是疲劳退化和主筋腐蚀引起的强度退化,从而导致结构受力损伤,形成裂缝。此外,由于结构基础沉降及构件预应力损失所引起的应力重分布,结构环境中不确定性因素的影响等原因,使损伤机理的分析日益多元化、微元化。二、桥梁无损检测技术的研究现状与最新动态1研究现状传统的无损检测技术发展很快,目前已有超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、磁试验、C或X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验
6、分析等数十种之多。除振动试验分析法以外,多数无损检测技术属于局部检测方法。2.存在问题7某些无损检测技术应用桥梁结构上还存在着一些不利因素,如C或X射线检测法只能检测一定厚度范围内的混凝土,对检测空间有一定要求,且有一定的放射性危险;超声检测虽然对钢结构检测效果较好,但对混凝土类各向异性材料的检测不够准确,检测设备成本较高;红外检测法可远距、快速的进行检测诊断,但检测成本较高且对交通流量有影响。局部检测方法需要人工作地毯式搜索,虽较费时费力且可靠性差,但对于量大面广的中小桥梁来说,从技术、经济上考虑,人工检测仍然是一种重要的比较现实的技术管理手段。3.
7、最新发展近年来,致力于桥梁检测,研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行非破坏性评估。一些新的方法被广泛应用于桥梁检测,如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,利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤,利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋等等。随着振动实验模态分析技术的发展,运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展,为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径。基于振动模态分析技术,人们研究发现,结构的动力响应是整体状态的一种度量,当结构的质量、刚度和阻尼特性发生变化时,选用结构振动模态作
8、为权数,对结构损伤前后的模态变化量进行加权处理,从而实现对单元损伤的识别和有效定位。7三、无损
