浅析桥梁无损检测技术及其发展

工程科技　民营科技２０１４年第１２期　浅析桥梁无损检测技术及其发展　王代春　（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连１１６１００）　摘要：较为系统地探讨了桥梁无损检测技术的发展历程，并结合相关研究进展，阐述了桥梁无损检测技术重要内容。以桥梁结构损　伤机理及检测范围作为切入点，展望了无损检测技术的应用及未来发展，对于无损检测技术开展较为深入的研究具有重要参考价值。　关键词：无损检测；桥梁检测；损伤机理　二十世纪中期以来，科技的迅速发展促进了桥梁工程技术的不　测量等采用非破坏陛的新方法评估检测桥梁。随着不断发展的振动实　结构动力模型采用振动测试数据进行修正得到了迅　断提高。随着日益增大的桥梁建设规模，造价也随之不断提高，在国民　验模态分析技术，并使桥梁结构安全检测得到一定的发展。有关研究显示，基于　经济和社会生活中大型桥梁发挥着十分重要的作用。人们日渐关注大　速发展，型桥梁的正常使用功能，国内外学者针对桥梁健康监测系统的相关研　究工作备受关注，很多高校及科研机构都积极投入大量人力、物力条　件，利用已构建不同规模的桥梁健康　则系统和已获得的理论研究成　果，为该领域的研究带来广阔的发展前景。　桥梁检测技术一直以来都备受国内外学者的广泛关注，从一定　意义上来说，该技术尤其是借助现代检测手段的无损检测技术，是桥　梁检测技术最新发展方向的代表，也是设计桥梁综合智能型决策系统　中健康—监测的关键技术。因此应对桥梁健康状况进行合理评价，正确　认识不同环境下桥梁结构特陛及定位识别其既有损伤。对桥梁状况数　据定量比较准确，这将使资源与决策配置的更合理，正是基于此使无　损检测技术逐渐发展起来。尤其是近些年，随着不断增多的桥梁老化、　结构损伤及病害事故，使无损检测技术的相关研究开展得更为深入。　１桥梁无损检测技术的发展　无损检测技术主要是指对结构或构件肚能没有影响的前提下，　采用对某些物理量测定实现对结构或构件陛能进行评价的检测方法。　该技术紧密结合多学科的高技术，其理论基础就是现代材料学与应用　物理学的发展，而现代计算机及电子技术的发展为该技术提供了重要　的测试工具。　无损检测技术在桥梁工程中的发展与混凝土无损检测技术具有　比较密切的关系。早在二十世纪三十年代，混凝土无损检测方法就开　始研究并得到快速发展。表面压痕法在１９３０年出现；１９３５年采用共　振法对混凝土弹性模量进行测量；１９４９年加拿大、英国等科学家采用　超声脉冲法取得成功，这些相关技术　定了重要基础。很多国家也随之相继开展这方面的研究工作，并获得　较多的研究成果，进而建立比较完整的混凝土无损检测体系，正是基　于在使桥梁无损检测技术逐渐形成并在实际应用中得到迅速发展。　二十世纪八十年代以来，无损检测技术利用诸如雷达扫描、微波　吸收、脉冲回波及红外热谱等新技术产生了很多新的测试方法，随着　该技术的逐渐成熟，很多国家相继制定了这类检测方法的标准，对无　损检测技术的应用产生重要促进作用。随着现代传感与通信技术在二　十世纪九十年代的发展，基于无损检测技术先后出现产生新的检测手　段与方法，使无损检测技术的发展呈现　ｌｊ　七、智能化、系统化。　２桥梁无损检测技术的最新动态　评定既有结构损伤随着桥梁技术的发展而日益采用仪器作为一　种检测手段，无损检测主要应用于测试对结构安全的宏观缺陷及力学　性能，应用于桥梁工程，主要与以下方面具有密切关系：一是桥梁结构　及材料特陛；二是对反映桥梁某些性能物理量的合理选取，对其相互　之间的关系进行确定；三是改进检测方法与更新检测仪器。在桥梁检　测中无损检测技术具有比较广泛的应用，总体上可识别基于整体结构　状况与局部构件损伤。桥梁作为大型综合系统是由各种不同的结构和　材料构成，系统各部分的重要性、易损性、应力状态都各不相同，刚度、　动力特ｌ生也具有较大差别，因此导致桥梁检测具有比较广泛复杂的范　围。近年来，在桥梁检测方面出现诸如对桥梁下部结构采用相干激光　雷达进行挠度测试，对桥体表面变形采用全Ｊ息干涉仪与激光斑纹进行　作者简介：王代春，女，大专学历，研究方向：桥梁。　振动模态分析技术的结构动力响应已成为度量整体状态的重要方向，　在结构刚度、质量及阻尼特ｆ生产生不同变化时，权数采用结构振动模　态，加权处理结构损伤前后模态变化量，进而识别和定位单元损伤。　３无损检测技术的发展趋势　无损检测技术作为先进科技的结晶，随科技进步而得到逐渐发　展，对于促进工业发展发挥了积极作用，目前已逐渐成为国家工业、经　济及科技发展水平的—个重要衡量标志。　３．１无损检测技术理论研究。无损检测方法基于建立被检测某些性　能与物理量之间的相互关系，通常可采用两种方法，一种是基于大量　试验基础建立的归纳法，也就是采用回归分析方法对检测性能与评价　量之间经验关系的确定。该方法需要较大的工作量，受众多客观因素　限制，并常具有主观盲目性，主要应用于初期无损检测技术的理论研　究。另一种是基于基础科学原理的演绎法，根据评价量与物理量之间　联系进行逻辑推理，在理论上对其问相互关系确定，再进行相关试验　验证。该方法目前已被认为无损检测技术理论研究中最有前景的方　向，应给予高度重视。　３．２无损检测技术的应用探索。更新现有检测手段和检测仪器对于　无损检测技术的应用具有决定ｌ生作用。近年来在完善原有检测方法的　同时，不断出现了综合法，有关研究学者认为，综合法能从多个检测参　数中得到信息，并减少一些不利因素的影响，所以具有较小的误差，是　检测强度方法的未来研究方向。随着不断出现的高灵敏传感系统，无　损检测技术传感系统的发展呈现智能化、多元化，紧密结合检测技术　与电子技术，也是—个重要的应用问题。　综上所述，大型桥梁的结构安全陛问题与日剧增，这对无损检测　技术的发展提出更高的要求，对于未来的无损检测技术，应将其作为　系统工程进行统一规划。在新桥设计中将无损检测纳入其中，重点开　发啸｝价、迅速的桥梁自检测系统，此系统包含多模式多路传感器，尤其　是光纤传感器，可不受人为因素干扰给出裂纹的准确信息，将联系灵　敏度检测和服务中断与接收实际、临界预警等起来，采用无线遥测技　术，不仅可以对局域数据连续传送隋况进行认真记录，还可采用无线　技术将数据传至　则中心。　相信在不远的将来，结合现代传感与无线遥测技术的应用将创　造无损自检测系统用于桥梁检测，最终将该技术与桥梁健康监测系统　相融合，使之有机统一桥梁管理系统、智能监测与评估系统。　参考文献　［１］王迎军．桥梁长期形变监测系统的规划　．公路，２０１　１（７）：１６９．　『２］张启伟，袁万诚，范立础．大型桥梁结构安全监测的研究现状与发　展闭同济大学学报，２０１０（８）：５３．　［３】张启伟．大型桥梁健康监测概念与监测系统设计　同济大学学报，　２０１１（１８）：２９６．　【４】章关永．对结构材料和桥梁进行状态监测的现有技术　．国外桥梁，　２ＯＬＯ（５）：２４１．　圈铁志杰．公路桥梁基于模型修正理论的损伤检测叨＿华东公路，２０１２　（４）：９８．