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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5007
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-24 04:51:29
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

道路桥梁检测中无损检测技术的应用分析

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 饶昳
资料简介

【摘要】随着社会及建设主管部门对道路桥梁工程质量的逐步重视,道路桥梁试验检测已经成为工程建设当中非常的一个环节。质量是工程的生命,而试验检测技术就好比工程生命的“医疗技术”,只有工程“医疗技术”得到提高,工程质量才会得到保障。

道路桥梁检测中无损检测技术的应用分析

饶昳

蚌埠市交通建设工程检测中心 安徽蚌埠 2330000

【摘要】随着社会及建设主管部门对道路桥梁工程质量的逐步重视,道路桥梁试验检测已经成为工程建设当中非常的一个环节。质量是工程的生命,而试验检测技术就好比工程生命的“医疗技术”,只有工程“医疗技术”得到提高,工程质量才会得到保障。

【关键词】无损检测;超声波 ;雷达

近些年随着科技水平的发展,无损检测技术得到了更广泛的运用,现代无损检测的定义是:在不破坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和检测的方法。主要的检查方法有五种:超声波检测UT(Uitvasonic Testing)、射线检查RT(Radiogvaphic Testing)、磁粉检测MT(Magnetic Particle Testing)、渗透检测(Penetrant Testing)和目视检查VT(Visual Testing)。无损检测技术经历了是三个发展阶段,即无损探伤(NDI)、无损检测(NDT)、无损评价(NDE)。目前一般统称为无损检测(NDT),而不是特指上述的第二阶段。在这是三个阶段中,各阶段之间没有绝对的时间分界点,它们之间在相互集成和发展,各自主要特点如下:

无损探伤(NDI)

从国际上看,这一技术主要应用于20世纪五六十年代,作为无损检测的初级阶段,其特点是技术和任务都较为简单。技术上主要采用超声、射线等,在任务上主要是检测构件是否存在缺陷或者异常,其基本任务是不破坏构件的情况下发现内部的缺陷,满足工程基本需求,其检测结论主要分为有缺陷和无缺陷两类。

2.无损检测(NDT)

随着科学技术的不断,特别是生产对无损检测技术的不断提升,仅仅检测出是否有缺陷显然不能满足工程的实际需求。在无损检测(NDT)这一发展阶段,不仅仅是探测出构件是否含有缺陷,还包括探测构件的一些其他信息,例如:缺陷的结构、性质、大小位置等,并试图通过检测掌握更多的信息,对于国际上发达

的工业国家,这一阶段大致开始于20世纪70年代末或者80年代初。

3.无损评价(NDT)

尽管第二阶段的无损检测(NDT)技术已经能够满足大部分建筑工业生产的需求,但是随着对材料、结构等质量的不断提高,特别是针对现役工程的安全性和经济性评价的需求愈加突出,无损检测技术进入了第三阶段,即无损评价阶段(NDE).这一阶段的标志性事件是1996年在新德里召开的第14届世界无损检测大会,在该次大会提出了将无损检测(NDT)变为无损评价(NDE)这一重要观点,并很快被各国家的无损检测学会所接受。在这一阶段,人们不仅要对缺陷的有无、属性、位置、大小等信息进行掌握,还要进一步评估分析缺陷对构件使用性能的影响,例如:寿命、强度、稳定性等的影响程度,从而最终得出综合性能指标和结论。这对从事无损检测人员的专业能力也提出了更高的要求,同时也依赖着相关领域的发展,如数字图像处理技术、电子测量技术、实时成像技术等。

无损检测可以说已经融入到我们的工业及建筑生产的方方面面,按照其检测的目的,可以大致归类为以下3种: 质量管理、在役检测、质量鉴定。无论是工业及民用建筑,还是公路、水运、铁路等工程,我们知道混凝土都是最重要的建筑材料,混凝土的质量直接关系整个工程质量。传统的混凝土强度检测方法在浇筑地点随机抽取式样,对试样进行28抗压强度试验,由试验结果来评定混凝土的强度,由于试验的制作条件、养护环境及受力状态于原位混凝土存在明显差异,试样的试验结果难以全面、准确的反应原位混凝土的质量状况。显然无损检测是获得原位混凝土真实质量的有效方法。通常检测混凝土的质量主要包含检测结构构件的混凝土强度值;检测结构构件混凝土内部缺陷,例如裂纹、松散、孔洞、混凝土结合面质量、混凝土损伤层等;检测几何尺寸,例如钢筋位置、钢筋保护层厚度、板面墙面厚度。其中较为复杂的就是利用超声波或者电磁波对构件内部的进行检测。所以笔者结合多年工作经验分别简单论述一下超声波透射法和探地雷达无损检测的工作基理。

超声波透射法检测混凝土的质量最早是20世纪50年代美国率先应用的,随着计算机技术的发展,我国的声波仪也步入了智能化时代,超声波透射法检测混凝土灌注桩桩身完整性,是在灌注桩中预先埋入两个或两根以上的声测管作为检测通道。管中注满水作为耦合剂,将超声波发射换能器和接收器置于声测管中,由超声仪激励发射换能器产生超声脉冲,向桩身传播。由于混凝土是有多种材料配置而成的非匀质材料,对超声波的吸收、散射衰减较大,其中高频成分衰减更大。因此,对超声波检测缺陷一定距离时,超声波在其中传播速度、首波的幅度和接受信号的频率等声学参数的测量应该基本一致。如果某部分混凝土存在孔洞、松散或裂缝,便破坏了混凝土的整体性,其中空气所占的体检相应增大,而空气的声阻率远小于混凝土混凝土的声阻率,脉冲在混凝土中的“固-气”界面传播时几乎产生全反射。只有一部分脉冲波绕过空洞或其他缺陷区,才能出传播到接受换能器。于是与无缺陷的混凝土相比较,测得的声时值偏长,波幅和频率值降低。超声波检测结构混凝土缺陷,正是根据这一基本原理,从而判定混凝土的缺陷情况。

1910年,德国的G Leimbach和H Lowy提出了利用雷达原理探测地下物质,其后,探地雷达被应用于隧道衬砌质量检测中,其基本原理是探地雷达中装有电磁波发射机和接收机,电磁波发射机用于发射电磁信号,电磁波接收机用于接收发射机法出的电磁信号。当电磁波遇到岩层时就发生反射和透射,含有能量的透射波可以继续向前从传播,直至能量衰减完毕。不同材料物理的物理性质不同,电磁波的传播速率和反射强度各异,然后根据波的传播时间和波速来确定前方不同材料物体的具体位置,物质差异性越大,反射界面越明显。探地雷达对于隧道衬砌中的钢筋、钢拱架等金属材料具有较好的识别效果,在雷达图像上反应出其特有图形形态(月牙形);对于衬砌脱空在雷达图像上表现为不同围岩体的亮反射,存在明显的弧形反射界面,内部反射杂乱,其图像特征容易与预埋管道相混淆,通过探地雷达图像分析有效辨识雷达天线与隧道衬砌表面的脱空区域,及时补充探测使其始终贴紧隧道衬砌表面进行图像信息获取来提高识别能力。但是,隧道中进行检测时对雷达电磁波的干扰因素较多,图像也具有多解性,识别不准确往往造成后期结果的判断失误,甚至误判。因此,在实际检测过程中应该合理安排检测时间,尽量避开其他施工工序,减少干扰,提高信号接收质量,采集数据根据其地质条件优化,数据处理解释阶段采用多种手段提高信噪比,进一步提升探地雷达监测精度,充分根据现场情况,做到因地制宜。

综上所述,无损检测技术在生产设计、制造工艺、质量鉴定以及经济效益、工作效率的提高等方面都显示了极其重要的作用。所以无损检测技术已越来越被工程技术人员认识和接受。无损检测的基本理论、检测方法和对检测结果的分析,特别是对一些典型应用实例的剖析,也就成为工程技术人员的必备知识。

参考文献:

【1】国家建设工程质量中心,《混凝土无损检测技术》,北京:中国建材工业出版社 1996.218-227

【2】《超声波检测混凝土及裂缝成因分析》,李俊茹,高建光,王耀辉

【3】《隧道衬砌检测探地雷达图像分析与工程应用》周陈婴