桥梁结构无损检测的技术剖析.doc

龙源期刊网 桥梁结构无损检测技术分析作者：杨立辉来源：《科技创新导报》2011年第17期 ????????摘 要:对当前国内外桥梁结构无损检测技术进行了述评,介绍了表观检测技术、计算机透析成像技术、光探测技术、声探测技术的原理,并分析了各自的优缺点。 ????????关键词:桥梁结构无损检测述评 ????????中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0035-01 ????????1 表观检测技术 ????????通过检测人员的观察,对结构的外在形态进行调查,包括对桥梁整体与局部构造几何尺寸的量测、结构病害的检查与量测等。表观检测要达到定量反映桥梁结构状况,就得依据相关规范评定桥梁技术等级的要求。结构资料的调查包括了解桥梁的原结构设计、施工工艺及过程以及桥梁的结构维修养护历史等。对于钢筋混凝土桥梁来讲,主要是混凝土与钢筋的相关检测,包???混凝土的强度等级、碳化深度、与耐久性有关的含碱量和氯离子含量,以及钢筋的锈蚀状况、保护层厚度测试等。优点:表观检测是桥梁结构损伤诊断中最常用的方法;其最主要的优点为,直观明了,可及性强,并且经济实用。缺点:主观性强;费时;仅适合定性评价;效率低;内部损伤难以察觉。 ????????2 计算机透析成像技术 ????????CT扫描仪主要由探测器和信号源两大部分组成。其基本原理是,利用X射线穿透物体断面进行旋转扫描,收集X射线经某层面不同物质衰减后的信息,进行放大和模数转换后,由计算机对CT探测空间范围内与某点相关的各个方向射线进行空间解算,得出与该点X射线吸收系数直接关联的CT数,从而形成一幅物体断层的数字图像。CT图像中的黑白对比清楚地表明了被检测物体的密度分布,包括结构内部的孔洞、裂纹和其它缺陷。优点:成果直观;实施简便;分辨率高;经济;穿透深度大。缺点:作业成本较高;实现高信噪比的观测,具有一定的技术难度;射线防护困难。 ????????3 光探测技术 ????????3.1 红外热像仪检测技术 ????????“红外热像仪检测”是:利用红外摄像机来生成一幅桥面温度图像,这种温度图像揭示了在阳光照射下混凝土裂层之上的桥面温度“热点”。这种温度???高的“热点”是由,薄的充满空气的裂层,就像绝热体一样,使得其上的混凝土的温度上升的更快些,而形成的。红外线检测技术是依据物体的红外辐射、表面温度、材料特性三者间的内在关系,借助红外热像仪把来自目标的红外辐射转变为可见的热图像,通过热图像特征分析,直观地了解物体的表面温度分布,进而达到推断混凝土的内部结构和表面状态的目的。 ????????优点:红外热像仪检测技术可以非接触的测量,具有快速,高稳定性,设备轻便,后处理灵活,热成像图可以很好的反映温度的信息。缺点:影响物体温度的变量是相当多的,尤其天气的变化是一个很重要的原因,相关的改善措施还在摸索阶段。 ????????3.2 光纤传感器检测技术 ????????光纤传感技术是利用光纤对某些特定的物理量敏感的特性,将外界物理量转换成可以直接测量的光信号的技术。从20世纪70年代中期至今,光纤传感技术经过30多年的飞速发展已经有了很大的进步,已成功研制了百余种光纤传感器,它已涉及到国防军事、航天航空、工矿企业等各种领域。优点:由于光纤传感器是以光信号为变换和传输的载体,利用光纤传输信号,所以在桥梁局部损伤检测中,光纤传感器具有许多独特的优点:抗电磁干扰;具有极高的灵敏度和分辨率;便于成网,有利于与现有光通信技术组成遥测网和光纤传感网络;成本低;光纤是由石英玻璃制成的,是一种介质、绝缘体,且耐高压、耐腐蚀,能在易燃易爆的环境下可靠运行;光纤为无源器件,对被测对象不产生影响;光纤体积小,重量轻,可做成任意形状的传感器阵列;光纤传感器可重复使用,并且长期应用时可以进行自基准等。 ????????缺点:因其价格昂贵,针对我国的国情该项技术在我国的桥梁检测中还难以推广。 ????????4 声探测技术 ????????声探测技术主要包括超声波探测技术、声发射检测技术和冲击—回声检测技术。声探测技术是目前发展最迅速的无损检测。 ????????4.1 超声波探测技术 ????????超声波探测技术利用声脉冲在缺陷处发生特性变化的原理来进行检测。超声波能够以一定的速度在某种材料中传播,直至遇到不连续点或抵达测试物的边界时才反射回来,通过信号的强度可以获知损伤的程度,而将信号发生的时间和超声波在材料中的传播速度联系起来,则可以获知损伤的位置。 ????????主要优缺点:(a)对结构混凝土本身材料组织构造和使用性能没有损害,可以直接对混凝土结构、构件进行强度的测定,运用预先建立的率定关系值,就能比较真实地反映结构混凝土各