建設(shè)結(jié)束交付使用的橋梁，在后期的使用過程中可能發(fā)生損壞，留下安全隱患，違背最初的設(shè)計目標。特別是橋梁內(nèi)部出現(xiàn)問題，人為的檢查觀測不易發(fā)覺，不能夠通過暴力手段進行判斷，需要利用無損檢測技術(shù)進行相關(guān)測試，確保橋梁構(gòu)造的安全性。

　　1 無損檢測技術(shù)的概述

　　新建高鐵橋梁通常會出現(xiàn)梁端底部和支座周圍存在縫隙、表面裂紋、蜂窩麻面、不密實等情況，這些問題已經(jīng)在部分橋梁竣工驗收過程中被發(fā)現(xiàn)多次。橋梁中存在缺陷，使梁體內(nèi)部鋼筋長期暴露在空氣中，受陽光暴曬、風吹雨淋，導致鋼筋受腐嚴重，易出現(xiàn)氧化反應(yīng)，氧化情況長期積累直接造成混凝土擠壓，致使其剝落，最終影響橋梁構(gòu)件。

　　無損檢測是目前較先進的質(zhì)量檢測技術(shù)，能夠在保證橋梁整體結(jié)構(gòu)不被破壞的前提下，對橋梁內(nèi)部質(zhì)量進行檢測。預應(yīng)力結(jié)構(gòu)在鋼筋混凝土橋梁中的應(yīng)用，有利于橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要的鋼材較少，節(jié)約成本。從鋼筋混凝土橋梁自身角度出發(fā)，存在自身重、工藝煩瑣、施工周期長的問題，加上后期使用后易受風吹雨淋造成腐蝕、孔縫等問題，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損害直接危害橋梁整體的構(gòu)造，易出現(xiàn)安全隱患，甚至影響使用，問題亟待解決。橋梁投入使用后，應(yīng)避免大型的破壞行為，突顯無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢。在實際工作中，國家對于鋼筋混凝土橋梁的缺損檢測有明確的規(guī)范和標準，對于橋梁內(nèi)部損壞檢測情況，沒有明確的規(guī)范約束、統(tǒng)一的標準參照。為了能夠使無損檢測技術(shù)更好地應(yīng)用在橋梁內(nèi)部缺損檢測中，行業(yè)相關(guān)部門需要對評定標準、規(guī)范等不斷進行完善。

　　2 檢測工作

　　(1)測試前的準備工作。

　　工作人員在使用無損檢測儀檢測混凝土試件前明確測試面時，以測點為中心處理工程，使用細砂紙對測試面進行打磨處理，使測試面保持光滑，根據(jù)設(shè)計尺寸在測試面上進行測點布置，用墨跡進行標記。進行準備工作過程中應(yīng)保持測試發(fā)射和接受換能器時始終在一條直線上[1]。

　　(2)數(shù)據(jù)分析與處理。

　　(1)判斷聲時、聲速和振幅。

　　工作人員在處理數(shù)據(jù)時，應(yīng)將過縫和不過縫的聲時、波幅、頻率測量值放在一起，對其進行排列統(tǒng)計。施工過程中會存在部分地方疏松、有孔隙或填進雜物的問題，這些部分的混凝土在失去連續(xù)性脈沖波通過時，波幅和頻率明顯降低，聲時存在不同程度的增大。測試數(shù)據(jù)較少或較離散時，統(tǒng)計法無法對其進行判斷，可通過聲速、波幅值進行判斷，對異常情況進行確定。

　　(2)波形判斷。

　　波形是顯示屏上顯示的接收波的波形，正常情況下混凝土的波形為呈現(xiàn)遞減的正弦波，包絡(luò)線為半圓形。若顯示屏中顯示的波形呈疊加或不規(guī)律等畸變波的現(xiàn)象，說明監(jiān)察的范圍內(nèi)存在內(nèi)部問題，可能有裂縫或疏松的情況發(fā)生。反射波和繞射波等各類波相繼到達接收換能器表現(xiàn)的頻率和相位不相同，影響波形的變化，需要技術(shù)科研人員加強對波形的研究，能夠使工作人員對混凝土內(nèi)部存在的缺陷和整體質(zhì)量進行有效判斷。以存在的問題為缺口，據(jù)此展開研究，制定對應(yīng)的解決方法予以實施，使混凝土在橋梁中的應(yīng)用得到安全保障。

　　3 聲波CT橋梁檢測

　　3.1 聲波CT原理

　　聲波CT工作原理類似醫(yī)院的CT。醫(yī)學CT是依靠X射線，聲波CT依靠聲波，X射線穿過人體后，射線會產(chǎn)生強弱的變化，聲波穿過工程介質(zhì)也會呈現(xiàn)強弱的變化，根據(jù)變化可對比分析媒介所存在的問題。聲波的速度在通過介質(zhì)時會受到介質(zhì)密度、剪切模量、彈性模量等多種因素影響。介質(zhì)密度越大、強度越高，其模量越大，聲波的波速更高，衰減量較小;若介質(zhì)破碎疏松，則聲波的波速降低，衰減量會增大。

　　混凝土的強度和缺陷可通過聲波波速此項指標進行評價，根據(jù)彈性理論，彈性模量E與縱波速度VP平方成正比，剪切模量μ與橫波速度VS平方成正比：

　　式中：ρ——介質(zhì)密度(kg/m3);VP——縱波速度(m/s);E——彈性模量(MPa);μ——剪切模量(Pa);VS——橫波速度(m/s)。

　　對于縱、橫波速與混凝土抗壓強度之間的關(guān)系，應(yīng)安排專業(yè)部門開展多次試驗。經(jīng)過大量的研究和試驗表明，抗壓強度與波速呈冪指數(shù)存在一定關(guān)系。每個地區(qū)所出產(chǎn)的骨料和砂不同，冪指數(shù)中待定常數(shù)數(shù)值有所不同，但差異不大。根據(jù)鐵路、公路、水利系統(tǒng)等的大量實驗測試得出，西南地區(qū)混凝土抗壓強度與波速的回歸關(guān)系為：

　　式中：Rb——混凝土抗壓強度(MPa);VP——縱波速度(km/s)。

　　評價混凝土抗壓強度、缺陷及整體澆筑質(zhì)量可通過波速指標確定。聲波CT具有分辨率高、可靠性好、圖像直觀等特點，適合對工程介質(zhì)力學強度的分布進行研究，常被用于工程檢測中混凝土空洞、強度、不密實區(qū)等結(jié)構(gòu)缺陷探查，目前已在工程結(jié)構(gòu)檢測和工程病害診斷中廣泛應(yīng)用[2]。

　　3.2 聲波CT橋梁現(xiàn)場檢測

　　某新建高鐵線路在工程驗收時，檢測到大橋區(qū)域內(nèi)某孔端部支座周圍留有一定的問題需要采取補救措施。補治完畢后20 d進行聲波CT檢測，檢測該范圍內(nèi)是否還存在問題，以此判斷補治的效果。對該孔梁端部分兩層進行檢測，第一層和第二層目標深度均為30 cm，檢波器沿梁體末端橫向布置，間距50 cm，激發(fā)點間距50 cm，形成閉合觀測面[3]。

　　3.3 聲波CT橋梁檢測結(jié)果

　　速度分布、波速分布如圖1、圖2所示。

　　由圖1、圖2可知，兩層波速均為4 500 m/s，平均波速為4 737.12 m/s。強度在C50以上的面積占82%,C40～C50強度面積占18%，波速較低區(qū)域共9～10處，最大面積為0.41 m2。三個區(qū)域內(nèi)速度明顯放慢，尤其右邊的范圍集中處于速度較低處，上部速度較低區(qū)域為梁的端部，左邊區(qū)域觀測到不密實范圍，經(jīng)橋梁聲波CT檢測，確認檢測結(jié)果與實際情況相符。

　　4 地質(zhì)雷達橋梁檢測

　　4.1 地質(zhì)雷達法基本原理

　　地質(zhì)雷達檢測的工作原理是雷達發(fā)射天線向地下連續(xù)發(fā)射脈沖式高頻電磁波，遇到有電性差異的界面或目標體時即發(fā)生反射波和透射波。接收天線接收到反射波后，通過電纜傳輸給主機，將時間剖面實時顯示在主機顯示屏上。工作人員可結(jié)合系統(tǒng)中收到信號的時間之和，求出電磁波在介質(zhì)中的傳播速度，得出目標深度，利用信息的變化、強弱等可以判斷出目標體的本質(zhì)。

　　4.2 地質(zhì)雷達現(xiàn)場檢測及結(jié)果

　　在某高鐵線工程某橋梁區(qū)域施工場地，對其進行完工驗收，對橋梁某孔端支架周圍處進行敲擊檢測時，聲音有空響現(xiàn)象時，需要利用雷達等檢測技術(shù)進行復查，確定此區(qū)域存在問題。

　　現(xiàn)場采用LTD—2200型地質(zhì)雷達，配置900 m屏蔽天線進行檢測。通過分析檢測數(shù)據(jù)得出梁底左側(cè)0～0.8 m、右側(cè)4.18～4.98 m內(nèi)存在漏空現(xiàn)象。此范圍必須采取注漿作業(yè)，作業(yè)20 d后重新進行檢測，判斷修補效果。若檢測注漿范圍內(nèi)清晰可辨無異常，符合施工要求，說明注漿修補成功。

　　注漿修補后雷達檢測剖面如圖3所示。

　　5 結(jié)語

　　綜上所述，橋梁檢測工作中使用聲波CT和地質(zhì)雷達法的頻率較高。本文對內(nèi)部缺陷無損檢測技術(shù)在高鐵特大橋梁工程中的應(yīng)用進行分析，為相關(guān)工程的施工及施工人員的日常工作、經(jīng)驗積累提供借鑒和參考。

　　參考文獻

　　[1]習旺.公路橋梁中采用無損檢測技術(shù)的應(yīng)用[J].交通世界, 2021(9):63-64.

　　[2]陳心一.焊縫內(nèi)部缺陷無損檢測方法的應(yīng)用對比研究[J].石油和化工設(shè)備, 2021(1):73-75.

　　《內(nèi)部缺陷無損檢測技術(shù)在高鐵特大橋梁工程中的應(yīng)用研究》來源：《智能城市》，作者：楊金秋