無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)論文(2)
無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)論文
無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)論文篇二
橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀研究
摘 要：首先介紹了橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的含義，接下來(lái)闡述了橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及新趨勢(shì)，最后介紹了幾種橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方法及應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)技術(shù);研究現(xiàn)狀
1 橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的含義
就橋梁來(lái)說(shuō)，橋梁的損傷分為材料性損傷和結(jié)構(gòu)受力損傷兩種損傷形式。橋梁的結(jié)構(gòu)材料中鋼筋和混凝土是最主要的兩種，橋梁的損傷形成和發(fā)展與橋梁的工作性質(zhì)和受力狀況決定，損傷反應(yīng)到材料上面就是疲勞損傷和鋼筋銹蝕。混凝土在使用前其內(nèi)部由于混凝土凝結(jié)和硬化過(guò)程干縮而引起裂縫的存在。同樣的對(duì)于鋼筋而言也存在缺陷，例如鋼材在冶煉的時(shí)候可能存在雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在會(huì)對(duì)鋼材的連續(xù)性造成破壞，并且在某些條件下還會(huì)使鋼材產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。此外鋼筋需要焊接，這些焊接的接口是損傷產(chǎn)生和發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)，在結(jié)構(gòu)受力時(shí)這些部位容易造成應(yīng)力集中而出現(xiàn)損壞，造成橋梁損害。
目前橋梁技術(shù)正處在飛速發(fā)展的時(shí)期，對(duì)于橋梁建成后結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)定越來(lái)越受到專(zhuān)家們的關(guān)注，目前來(lái)講對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷的檢測(cè)主要的方法是用相關(guān)的儀器對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。隨著對(duì)檢測(cè)技術(shù)的要求越來(lái)越高無(wú)損檢測(cè)技術(shù)逐漸的成為主流。所謂的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要的測(cè)試方面是與結(jié)構(gòu)安全有直接相關(guān)關(guān)系的宏觀上的力學(xué)性能和宏觀缺陷。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁方面的主要應(yīng)用有：橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及本身的材料特點(diǎn);能夠反映橋梁某些方面性能的參數(shù)或物理量，并能把各個(gè)參數(shù)或變量放在一個(gè)函數(shù)關(guān)系中;改進(jìn)目前的檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在目前的橋梁檢測(cè)中應(yīng)用非常的普遍，一般來(lái)說(shuō)分為兩個(gè)部分：整體結(jié)構(gòu)的狀況識(shí)別和局部部件的損傷識(shí)別。橋梁本身的構(gòu)成是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，包括各種各樣的材料、各種組合結(jié)構(gòu)、各種部分。在這個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)部分所在的位置和所起的作用不同造成了各個(gè)部分的重要性、應(yīng)力狀態(tài)、易損性、剛度、動(dòng)力特性有很大差別。
2 橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及新趨勢(shì)
2.1 橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。從無(wú)損經(jīng)測(cè)技術(shù)剛剛興起到目前無(wú)損技術(shù)在橋梁檢測(cè)中普遍應(yīng)用，這個(gè)過(guò)程要經(jīng)歷相當(dāng)漫長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期。橋梁的安全性問(wèn)題在科技發(fā)達(dá)的今天依然很突出，但是某些先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)并沒(méi)有得到應(yīng)有的重用?，F(xiàn)在橋梁的檢測(cè)中傳統(tǒng)的常規(guī)檢測(cè)技術(shù)依然被沿用下來(lái)，傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也只是作為常規(guī)檢測(cè)的輔助手段，并且一些先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)幾乎都沒(méi)有在實(shí)際操作中得到應(yīng)用。
常規(guī)的橋梁檢測(cè)方法是把動(dòng)靜載試驗(yàn)和檢測(cè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)相結(jié)合，然后以混凝土硬度實(shí)驗(yàn)、腐蝕作用實(shí)驗(yàn)、超聲波探測(cè)等多種檢測(cè)手段作為輔助手段。橋梁檢測(cè)中最原始的方法是現(xiàn)場(chǎng)觀察法，這種方法對(duì)專(zhuān)家的個(gè)人能力要求比較高，它主要是根據(jù)專(zhuān)家的定性分析進(jìn)行檢測(cè)，沒(méi)有具體的定量分析，它常常由于專(zhuān)家的主觀錯(cuò)誤而對(duì)橋梁的檢測(cè)出現(xiàn)偏差。靜載試驗(yàn)也是一種常規(guī)的橋梁檢測(cè)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出撓度和應(yīng)變，然后再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)家的觀察來(lái)評(píng)判橋梁的健康狀況。橋梁檢測(cè)中另一個(gè)重要的方面是對(duì)裂紋的檢測(cè)，對(duì)于裂紋檢測(cè)的常用方法有：液體滲透、磁分子、渦流儀、超聲波和聲發(fā)射等。探測(cè)鋼橋體積缺陷一般用X射線攝像法，檢測(cè)混凝土橋的總體技術(shù)是荷載試驗(yàn)和模態(tài)分析。
2.2 橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的新趨勢(shì)。近幾年橋梁檢測(cè)技術(shù)不斷地發(fā)展和完善，科研人員研究出了很多檢測(cè)橋梁的新方法，這些新方法不但快速、高效、全面，而且還不會(huì)對(duì)橋梁本身造成傷害，這就是新型的橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。這些新方法的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使得它能夠迅速的在橋梁檢測(cè)中得到應(yīng)用，例如在對(duì)橋梁底部結(jié)構(gòu)撓度的測(cè)試中使用激光雷達(dá)測(cè)試，在測(cè)量橋體表面狀態(tài)變形時(shí)運(yùn)用激光斑紋測(cè)量和全息干涉儀技術(shù)。近年來(lái)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)不斷的發(fā)展，通過(guò)模型得到數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型的完善具有重要的意義，兩個(gè)模型的結(jié)合為安全的檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)提供了新途徑。通過(guò)對(duì)振動(dòng)模態(tài)分析技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)力響應(yīng)是結(jié)構(gòu)整體狀態(tài)的一種度量，隨著結(jié)構(gòu)的性能發(fā)生變化，相應(yīng)的選用結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)作為權(quán)數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單元損傷的識(shí)別和定位。
最近，美國(guó)提到的一些橋梁檢測(cè)的新技術(shù)和新項(xiàng)目有：首先是橋面先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)，這個(gè)和系統(tǒng)包含了兩大部分，一個(gè)是雙帶遠(yuǎn)紅外熱成像系統(tǒng)，另一個(gè)是地面滲透雷達(dá);其次是先進(jìn)的橋梁健康測(cè)試系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)里包括了橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的無(wú)線電發(fā)送，利用GPS全球定位系統(tǒng)測(cè)量橋梁的變形程度等;然后是測(cè)量疲勞裂紋和評(píng)估磁鐵的先進(jìn)技術(shù)，在這項(xiàng)技術(shù)力包括了利用先進(jìn)的超聲波對(duì)橋梁的裂紋進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)后再利用磁分析儀、熱成像、無(wú)線應(yīng)變測(cè)量等系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析。再次是探測(cè)銹蝕的先進(jìn)技術(shù)，在這項(xiàng)技術(shù)里包括了磁漏探測(cè)技術(shù)、探測(cè)先張法壓漿空隙的沖擊—反射系統(tǒng);最后是用強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)法來(lái)測(cè)得一定的數(shù)據(jù)然后定量評(píng)估橋梁下部結(jié)構(gòu)、用激光振動(dòng)計(jì)測(cè)量斜拉索索力及量化的無(wú)損檢測(cè)方法。
3 橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方法及應(yīng)用
3.1 回聲波檢測(cè)法?；芈暡z測(cè)法的基本原理是：在橋梁的結(jié)構(gòu)上施加一個(gè)短期的但是連續(xù)的作用力，這個(gè)力會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波，這種應(yīng)力波會(huì)在橋梁的表面或者缺陷處進(jìn)行反射。由于聲阻力不同會(huì)造成這些應(yīng)力波的傳播速度不同，然后采用傳感器記錄下有反射波引起的表面移置。傳感器會(huì)把這些應(yīng)力波的振幅和頻率保存下來(lái)并進(jìn)行處理?；芈暡z測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)在于沒(méi)有放射性射線的危害，因此該方法的安全性比較高。此外利用回聲波檢測(cè)法還能夠檢測(cè)管道中空洞的深度、厚度等?；芈暡z測(cè)法操作簡(jiǎn)便易行，只需要一面的檢測(cè)通路，但是它只能檢測(cè)比較大的空洞。它能夠檢測(cè)到的最小空洞的尺寸一般來(lái)說(shuō)要大于空洞本身的直徑，而且若果孔洞中裝滿水的話這種方法就會(huì)失效。
3.2 GPR檢測(cè)法。GPR檢測(cè)法中文名稱(chēng)是探地雷達(dá)檢測(cè)法，屬于電磁回聲方法的一種。它的原理是利用一個(gè)傳感器(這個(gè)傳感器包括兩部分，發(fā)射器和接收器)，給這個(gè)傳感器一個(gè)指定的速度讓它穿過(guò)結(jié)構(gòu)的表面，聲波較短的持續(xù)脈沖能量得以傳播，與此同時(shí)材料表面和結(jié)構(gòu)特征的反射信號(hào)被接收器接收。這些信號(hào)的介電常數(shù)是不相同的，最后收集到的數(shù)據(jù)是一個(gè)連續(xù)的截面。探地雷達(dá)檢測(cè)法的風(fēng)險(xiǎn)性比較低，在使用這種方法時(shí)，探地雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生一種電磁沖擊脈，這種沖擊脈的頻率很高在橋梁的結(jié)構(gòu)能通過(guò)天線進(jìn)行傳播。沖擊波在傳播的過(guò)程中遇到界面會(huì)發(fā)生反射或者折射，并且會(huì)被接收器保存下來(lái)。探地雷達(dá)檢測(cè)法優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)速度快、安全性高、檢測(cè)范圍廣。鑒于探地雷達(dá)檢測(cè)法的這些優(yōu)點(diǎn)，這種方法被廣泛的應(yīng)用在很多條件苛刻的地方，例如檢測(cè)時(shí)不能損害內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
3.3 射線探傷法。射線探傷法原理是把底片放在橋梁的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)發(fā)射射線生成空洞的圖片。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以判斷出鋼筋斷裂的位置和空洞的大小，在交通正常行駛的情況下也可以測(cè)量。但是射線有一定的危害，這是這種方法的不足之處。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著大型橋梁的安全性問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)、維護(hù)上就顯得更加重要。隨著科技的進(jìn)步國(guó)內(nèi)橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是很多核心的技術(shù)還是要從國(guó)外引進(jìn)，要進(jìn)一步研究這一項(xiàng)技術(shù)，推廣它的使用范圍。
參考文獻(xiàn)
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