编者按:作为交通运输基础设施,桥梁的作用不可替代。日前,欧盟CROSS-IT研发团队成功研制出廉价易操作超声波桥梁检测技术,通过先进的感应检测装置,对桥梁重大结构部位进行探测,及时了解桥梁运行情况,确保桥梁运行安全畅通。
“逢山开路、遇水架桥”的古老传统一直延续至今,与此同时伴随着现代城市的交通拥堵,大批纵横交错的城市立交桥拔地而起,包括沿海大桥、拦河大坝和深水码头等。因为混凝土远比钢材料价格便宜,世界绝大多数桥梁均以钢筋混凝土作为最基本的建设材料基础,通过加固钢筋“肌腱”的方式,提高桥梁承载能力。当钢筋混凝土因老化或质量问题出现裂缝,水渗透腐蚀钢筋,将严重削弱桥梁的负载能力和安全可靠性。为此,简便易行与准确可靠的无损检测(NDT)方法和结构康健监测(SHM)技术,变得比以往任何时候更为紧迫。
超声波检测即将声测管预埋进被测桩里,声测管呈竖型,并且互相平行,声测管里有超声脉冲发射及接收换能器,其耦合剂的介质是清水,超声脉冲从仪器的发射换能器中射出,穿过待测桩后,被仪器重新接收,经过分析可以判断出声时、波幅、主频等接收到的参数,从而做出正确的判断。通过综合分析,可以检测出桥梁桩身内混凝土是否完整,判断桩基缺陷的程度并确定其位置。声测管通常两根一组,在清水的耦合作用下,脉冲信号发出后,另外的换能器能够准确地接收到信号,并且逐步上升,达到检测整个截面的目的。
欧盟第七研发框架计划(FP7)中小企业主题提供50%比例研发资金资助,由设立于英国剑桥(Cambridge)TWI有限公司领导的欧洲CROSS-IT研发团队,经过4年时间的艰苦努力,成功研制出一款大型混凝土桥梁结构的智能型无损检测技术及装置,有望在近期内推向市场。
CROSS-IT研发团队的科技人员,自行研制的2项创新型技术:混凝土内部钢筋定位探地雷达技术(GPR)和超声导波钢筋退化评估技术(UGWs)。主要优势在于从某一位置可自动跟踪定位检测整个钢筋长度的质量或退化现状,数据直接反馈到笔记本电脑进行系统化的自动处理,电脑显示出符合专业化要求的数据结果。该项技术简便易行,只需维护工人现场操作,无需专业人员现场指导。目前,研发团队的研发创新活动仍在进行,希望尽快将该项技术应用于埋入地下输油或输气管道的无损检测。
国外桥梁检测技术发展方向
先进的桥面板检测系统,包括双带远红外热成像系统、地面渗透雷达等。
先进的桥梁测试和健康监测系统,包括全桥监测系统的无线电发送、精确的差分式全球定位系统测量桥梁变形、应用钢传感器对桥梁超载进行测量和监测等。
先进的疲劳裂纹探测和评估系统,包括测桥梁裂纹的新型超声波和磁分析仪系统、热成像系统、无线应变测量系统、微波探测和定量分析、无源疲劳荷载测量设备和电磁声发射传感器等。
先进的锈蚀探测和评估技术,包括磁漏探测技术、埋入式锈蚀微传感器等以及以磁为基础的测量系统。
用强迫振动响应法定量评估桥梁下部结构、用激光振动计测量斜拉索索力以及量化的无损检测方法与桥梁管理系统结合的课题。
声发射技术的基础性研究,发展一种改进的宽带E探测器,它有能力产生(信号) 并探测不同受力模式下的疲劳裂纹。