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1、浅谈无损检测技术在桥梁工程中应用和发展 摘要:随着桥梁建设的数量与规模逐渐增大，桥梁安全问题的日益凸显，桥梁检测手段也日渐丰富,无损检测作为一种可行的方法在桥梁检测中占有一席之地。随着科技的发展,声发射技术(AE)、机敏混凝土检测以及振动测试等。技术日益成熟,有的已经在桥梁检测中得到了较好的应用。关键词：桥梁；无损检测；机敏混凝土；振动测试中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：引言：桥梁,特别是大型、特大型桥梁,是一个区域乃至一个国家的标志性建筑,是交通的枢纽,关系到社会经济的命脉,它们的畅通与否直接关系到经济生产和人民生活。因
2、此人们对大型桥梁的安全性、耐久性与正常使用功能日渐关注。近年来,随着世界范围内桥梁工程结构损伤、老化及病害事故的增多,桥梁无损检测技术的研究显得更为迫切。1桥梁无损检测应用概述6无损检测技术在桥梁工程中的应用,经历了相当长的一段时期。在较长的一段时间里虽然桥梁结构的安全性问题日益突出,但先进的无损检测技术的应用并未受到应有的重视,一些经常性的桥梁检测项目依然沿用桥梁常规检测的基本技术,传统的无损检测技术也只能作为外观检测中的补充手段,而且,很少应用先进的无损检测技术。近年来,一些致力于桥梁检测的研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行损伤诊断评
3、估,既有半损伤式的识别方法,也有无损检测技术。其中较为成熟的无损检测方法有声发射技术(AE)、机敏混凝土检测以及动力测试等,这些检测方法已经在桥梁检测中得到了较好的检验。2桥梁无损检测的主要方法2.1机敏混凝土测试方法机敏混凝土是指在混凝土中掺入短切碳纤维或纳米粒子,从而使混凝土同时具有压敏特性和良好的力学性能。机敏混凝土的压敏特性是指机敏混凝土电阻随压应变或压应力变化而变化的特性,通过测量机敏混凝土的电阻变化,就可预测混凝土的应变或应力。利用机敏混凝土的压敏特性,可以发展机敏混凝土应力-6应变传感器。机敏混凝土具有较高的强度和较大的变形能力
4、,因此,机敏混凝土既可以作为传感器埋在混凝土桥梁和隧道结构中,监测结构的受力状态,也可以作为结构材料制作桥梁和隧道的结构构件。机敏混凝土具有自感知、自适应以及自修复等3个特性,不过目前桥梁工程中智能混凝土的实际研究还主要以自感知以及自适应的为主,对于结构的修复特点将是以后研究工作的重点和难点。目前机敏混凝土在实际桥梁中商业应用较少,主要以科研为主。2.2声发射方法技术(AE)材料在外加荷载等因素作用下,由于能量从局部源快速释放而产生瞬态弹性波的现象称为声发射(acousticemission,简称AE)。利用仪器探测、记录、分析声发射信号和利
5、用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测(acousticemissiontesting,简称AET)技术。AE技术作为无损检测的一种手段,其主要目的是:①确定声发射源的部位;②分析声发射源的性质;③确定声发射发生的时间或荷载大小;④按照有关的声发射标准评定声发射源的严重性。AET技术的主要优点包括:①适用于实时动态监控检测,且只显示和记录扩展的缺陷,与缺陷尺寸无关。②对扩展的缺陷具有很高的灵敏度,其灵敏度大大高于其他方法。例如,声发射法能在工作条件下检测出零点几毫米数量级的裂纹增量,而传统的无损检测方法则无法实现。③具有整体性特点。在检
6、验大型的和较长物体的焊缝时(如桥机梁、高架门)6,这种优越性更明显。④能进行不同工艺过程和材料性能及状态变化过程的检测。⑤AET技术受材料的性能和组织的影响要小些,例如材料的不均匀性对射线照相和超声波检测影响较大,而对AET技术则无关紧要,因此AET技术的使用范围较宽。⑥使用AET技术比较简单,现场声发射检测监控与试验同步进行,不会因使用了声发射检测技术而延长试验工期,检测费用也较低,特别是大型构件的整体检测,其检测费用远远低于射线或超声检测费用,而且可以整体、实时地检测和结果评定。同时,AET技术也有一定的缺点和不足,AET需要在特定荷载条
7、件下进行,AET目前只能给出声发射源的部位、活度和强度,不能给出声发射源缺陷的性质和大小,对超声发射源,需要使用其他常规无损检测方法(如超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测等)进行局部复检,以综合判定其有没有危险,是否允许存在。AET技术主要适用于材料性能的研究、监测和预报构件工作过程的变形、疲劳、失稳等危险信息动态监测,它是一种动态的无损检测方法,可以实时反映状态或缺陷的动态信息,实行监控和危险报警。2.3动力测试方法6动力测试法就是通过测量桥梁的振动信号,提取与桥梁特性有关的特征参数,利用其对桥梁的整体和部分结构进行评估,得到桥梁的实际
8、工作状态的方法。动力测试方法具有简便、快速、无损、测试数据的获取条件与工作条件相近等特点,但是结构动力参数直接用于桥梁承载力定量鉴定还不太成熟,研究成果多集中于室内
