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摘 要:铁路桥梁在日常运行过程中,必然会持续受到车辆载荷的影响,导致其结构发生一定程度的变化,致使其稳定性下降,对铁路桥梁的正常运行产生一定的安全隐患。利用损伤检测技术,能够及时了解铁路桥梁结构中存在的安全隐患其损害程度,并且根据具体情况,采取必要的处理措施,保证其安全运行。
关键词:铁路桥梁;局部损伤;检测技术
1桥梁工程检测技术要点
1.1深入检测材料
在启动铁路桥梁工程时,所用到的各种材料对于铁路桥梁稳定性具有不可替代的决定性,因此就需要严把材料质量关。从精准的角度对各种材料做出检测,能够为实现高质量的铁路桥梁工程奠定坚实基础。然而在一些检测工作中还会产生一些负面问题,尽管大部分铁路桥梁工程对各种材料的质量规定出了具体的标准,还有一些施工企业没有依照这些标准选购材料,认为各种材质材料都会发挥一样的作用,更有一些施工企业,为了达到理想的经济利润,而购置质量不符合施工标准的材料。我国建筑部门制定了建筑材料质量的标准,然而有一小部分建筑工程还缺乏有效的管理措施,使材料检测工作无章可循,导致不符合施工标准的材料也被运至施工現场。这样不仅影响了施工的安全性,更防碍了高质量工程的实现。针对以这些情况,就必须要求相关人员在检测工作中,严格执行国家规定的标准对材料进行检测,从而为铁路桥梁建设有序进行提供保障。
1.2把握工程检测的重点
众所周知,在铁路桥梁施工过程中一旦有某个施工环节质量没有达到施工标准,就会直接影响到总体工程的成效。在检测工作中,经常会遇到铁路桥梁的开裂问题,因此在具体检测时,就需要加强对开裂问题的重视程度。这里需要强调的是,在解决开裂问题前,必须要将明显的安全问题进行有效解决,在保证铁路桥梁本身性能的基础上,才可以解决其中的开裂问题。这样不仅能够增强检测工作的安全性,而且还能够为提高检测质量奠定基础。
1.3重视内部缺陷检测
在对铁路桥梁检测时,不只是要检测表面质量,对于其内部结构稳定性也要做出有效的检测。目前我国大部分铁路桥梁的内部主要材料都是混凝土,随着对铁路桥梁使用时间的增长,其内部混凝土材料会出现粉化、断层等问题,这些问题如果得不到及时处理,就势必会降低铁路桥梁的稳固性,甚至会降低铁路桥梁的承载能力。那么在对铁路桥梁内部进行检测时,通常运用到雷达和声波两种技术,有效运用这两种技术能够更加精准的掌握缺陷情况。在铁路桥梁内部如果确实有缺陷存在就必须要运用有效的办法及时进行解决,从而让道路桥梁的承载能力持续保持在最佳标准。
1.4加强钢筋结构锈蚀度检测
在实行铁路桥梁建设期间,往往会有钢筋结构完全暴露在空气的现象,使得其表面出现明显的腐蚀斑痕,如果这种情况在长期中得不到有效处理,就势必会严重降低钢筋构架的稳固性。在目前铁路桥梁工程中,通常会运用到钢筋混凝土。尽管在钢筋构架外部覆盖着大量的混凝土,也会因为户外各种恶劣情况的影响,造成混凝土脱落,钢筋构架暴露于空气中,而引起腐蚀现象。对于这样的情况,就需要经常对铁路桥梁进行腐蚀度的检测。要使检测工作体现全面性,就需要运用专业的探伤技术,其内部构架进行充分检测。
2铁路桥梁局部损伤检测技术应用
2.1电检测技术
我们一般采用的是电检测技术来对铁路桥梁的局部进行检测,一般情况下,是要在桥梁或者铁路上粘贴电阻应变片,测量这一部位的应变。根据应变片的检测情况的变化来判断桥梁和铁路的结构性变化。在这一过程中转化为应变片电阻变化之间的关系,所需要的电量通过利用应变变化来进行检测和判断分析。所以电检测技术又可以叫应变检测技术。通常在检测钢筋混凝土梁和钢梁这两种类型的桥梁的时候会运用电检测技术。
2.2光纤传感器检测技术
利用光信号进行载体的传输、转化和光纤传输信号的传输就是光纤传感器。在进行铁路桥梁的局部损伤检测的过程中,光纤传感器具有许多传感器不可比拟的优点,比如耐腐蚀性、绝缘性、抗电磁干扰性、安全性高;而且外形可变,体积小、质量轻、能够成网、能够重复利用;受到介质的影响性小,灵敏度和分辨率高。此外,光纤传感技术还可以与光通信技术结合,建成光纤传感网络和遥测网,实现更多功能的利用。而且,对于中国这样一个铁路桥梁建设工程量大的国家,光纤传感技术还有一个优势,就是成本低。
2.3声波探测技术
2.3.1超声波探测技术
超声波探测技术在我国的应用也已经比较成熟,其原理是利用声脉在桥梁缺陷处发生的声波发生的回波来进行检测分析。在超声波探测的过程中,超声波在材料中保持某种速度传播,在遇见不连续、不平坦、或者是到达物体的边缘区域就会被发射回来,我们通过反射的信号的强弱进行测试分析,并可以判断出桥梁的损伤程度和具体损伤位置。
2.3.2声波发散检测技术
一般的结构材料在受到外力后就会出现裂纹开裂、开展、塑性变形等微部结构损伤,在受到损伤之后就会以声波的形式进行能量释放。通过这一原理声波发散检测技术就可以监视和检测在荷载作用状态下的铁路桥梁内部结构和材料变化,这样能够及早的发现问题并给出警报。
2.3.3冲击——回声检测技术
冲击——回声检测技术的原理是基于应力波在材料中以一定速度传播。冲击——回声检测技术的方法与超声波检测方法比较类似,都是通过判断应力波的强度和发生时间来确定缺陷的程度和位置的。而应力波有两种产生方法:一种是利用转换器来产生应力波,也叫做脉冲——回声法,另一种就是冲击——回声法,是通过利用机械冲击来产生应力波。
2.3电磁探测技术
2.3.1探地雷达技术
最开始的探地雷达技术是运用在军事领域的。但是现在已经被广泛的应用在生活中。比如说建筑物、桥梁等等一系列的结构评估中。探地雷达技术的基本原理是:探地雷达表层发射电磁波,在电磁波穿过介质的过程中,如果传播材料的不均匀的话就会使得振幅产生变化,同样的,传播材料在导电性上具有差异性也会让振幅会产生相应的变化。如果信号到达了中断的部位,介电性就会反射回来,被接受的天线接收。探测雷达在探测的过程中,通过电磁脉冲发射电磁来今昔那个探测,利用频率超高的短脉冲电磁波对地下介质的分布进行检测。所以,决定电磁波穿透隧道结构深度的主要因素就是频率、导电率和反射。如果发射天线在上层进行变化移动,电磁波的反射角方向就会被改变,电磁波的传播时间也会发生变化。这样在形成的变化趋势图像上就可以推断检测出深度不同的缺陷和损坏。探地雷达技术在混凝土钢筋和孔道定位和缺陷检测中经常应用。
2.3.2涡流检测技术
涡流检测技术主要是依靠电磁感应原理,检测铁路桥梁的表面损伤,当线圈靠近导电材料的时候,要经过交流电,那样会产生的交变的磁场,而且在构建的上层会产生出形涡流状的感应电流,而且构件的介质材料和表层缺陷都会影响到电涡流的变化。通过判断电涡流的变化就可以对铁路桥梁的损伤缺陷进行判断。
3结语:无损检测技术在综合利用声、光、电、磁等方法测定有关对象性能的物理量的同时,以不破坏被检测对象的内部结构和使用性能为其优点,已成为铁路桥梁等的主要检测技术,但各种检测技术都有其相应的优点,如电检测技术已经非常成熟,而光纤检测技术则具有可靠性好,抗干扰能力强,抗电磁干扰,电绝缘,耐腐蚀等优点。实际应用时,可根据局部损伤的具体部位、开展情况,从结构安全性、客观成因等方面综合考虑,并结合客观情况和自身设备条件优化选择铁路桥梁局部损伤的检测技术。
参考文献
[1]张宏涛.铁路列车车轴损伤无损检测关键技术研究[D].吉林大学,2017.
[2]吴刚.公路桥梁结构的损伤检测技术分析[J].江西建材,2015.
[3]李成伟,文国军.铁路桥梁局部损伤检测技术综述[J].山西建筑,2008.
(作者单位:中国中铁七局集团第五工程有限公司)
关键词:铁路桥梁;局部损伤;检测技术
1桥梁工程检测技术要点
1.1深入检测材料
在启动铁路桥梁工程时,所用到的各种材料对于铁路桥梁稳定性具有不可替代的决定性,因此就需要严把材料质量关。从精准的角度对各种材料做出检测,能够为实现高质量的铁路桥梁工程奠定坚实基础。然而在一些检测工作中还会产生一些负面问题,尽管大部分铁路桥梁工程对各种材料的质量规定出了具体的标准,还有一些施工企业没有依照这些标准选购材料,认为各种材质材料都会发挥一样的作用,更有一些施工企业,为了达到理想的经济利润,而购置质量不符合施工标准的材料。我国建筑部门制定了建筑材料质量的标准,然而有一小部分建筑工程还缺乏有效的管理措施,使材料检测工作无章可循,导致不符合施工标准的材料也被运至施工現场。这样不仅影响了施工的安全性,更防碍了高质量工程的实现。针对以这些情况,就必须要求相关人员在检测工作中,严格执行国家规定的标准对材料进行检测,从而为铁路桥梁建设有序进行提供保障。
1.2把握工程检测的重点
众所周知,在铁路桥梁施工过程中一旦有某个施工环节质量没有达到施工标准,就会直接影响到总体工程的成效。在检测工作中,经常会遇到铁路桥梁的开裂问题,因此在具体检测时,就需要加强对开裂问题的重视程度。这里需要强调的是,在解决开裂问题前,必须要将明显的安全问题进行有效解决,在保证铁路桥梁本身性能的基础上,才可以解决其中的开裂问题。这样不仅能够增强检测工作的安全性,而且还能够为提高检测质量奠定基础。
1.3重视内部缺陷检测
在对铁路桥梁检测时,不只是要检测表面质量,对于其内部结构稳定性也要做出有效的检测。目前我国大部分铁路桥梁的内部主要材料都是混凝土,随着对铁路桥梁使用时间的增长,其内部混凝土材料会出现粉化、断层等问题,这些问题如果得不到及时处理,就势必会降低铁路桥梁的稳固性,甚至会降低铁路桥梁的承载能力。那么在对铁路桥梁内部进行检测时,通常运用到雷达和声波两种技术,有效运用这两种技术能够更加精准的掌握缺陷情况。在铁路桥梁内部如果确实有缺陷存在就必须要运用有效的办法及时进行解决,从而让道路桥梁的承载能力持续保持在最佳标准。
1.4加强钢筋结构锈蚀度检测
在实行铁路桥梁建设期间,往往会有钢筋结构完全暴露在空气的现象,使得其表面出现明显的腐蚀斑痕,如果这种情况在长期中得不到有效处理,就势必会严重降低钢筋构架的稳固性。在目前铁路桥梁工程中,通常会运用到钢筋混凝土。尽管在钢筋构架外部覆盖着大量的混凝土,也会因为户外各种恶劣情况的影响,造成混凝土脱落,钢筋构架暴露于空气中,而引起腐蚀现象。对于这样的情况,就需要经常对铁路桥梁进行腐蚀度的检测。要使检测工作体现全面性,就需要运用专业的探伤技术,其内部构架进行充分检测。
2铁路桥梁局部损伤检测技术应用
2.1电检测技术
我们一般采用的是电检测技术来对铁路桥梁的局部进行检测,一般情况下,是要在桥梁或者铁路上粘贴电阻应变片,测量这一部位的应变。根据应变片的检测情况的变化来判断桥梁和铁路的结构性变化。在这一过程中转化为应变片电阻变化之间的关系,所需要的电量通过利用应变变化来进行检测和判断分析。所以电检测技术又可以叫应变检测技术。通常在检测钢筋混凝土梁和钢梁这两种类型的桥梁的时候会运用电检测技术。
2.2光纤传感器检测技术
利用光信号进行载体的传输、转化和光纤传输信号的传输就是光纤传感器。在进行铁路桥梁的局部损伤检测的过程中,光纤传感器具有许多传感器不可比拟的优点,比如耐腐蚀性、绝缘性、抗电磁干扰性、安全性高;而且外形可变,体积小、质量轻、能够成网、能够重复利用;受到介质的影响性小,灵敏度和分辨率高。此外,光纤传感技术还可以与光通信技术结合,建成光纤传感网络和遥测网,实现更多功能的利用。而且,对于中国这样一个铁路桥梁建设工程量大的国家,光纤传感技术还有一个优势,就是成本低。
2.3声波探测技术
2.3.1超声波探测技术
超声波探测技术在我国的应用也已经比较成熟,其原理是利用声脉在桥梁缺陷处发生的声波发生的回波来进行检测分析。在超声波探测的过程中,超声波在材料中保持某种速度传播,在遇见不连续、不平坦、或者是到达物体的边缘区域就会被发射回来,我们通过反射的信号的强弱进行测试分析,并可以判断出桥梁的损伤程度和具体损伤位置。
2.3.2声波发散检测技术
一般的结构材料在受到外力后就会出现裂纹开裂、开展、塑性变形等微部结构损伤,在受到损伤之后就会以声波的形式进行能量释放。通过这一原理声波发散检测技术就可以监视和检测在荷载作用状态下的铁路桥梁内部结构和材料变化,这样能够及早的发现问题并给出警报。
2.3.3冲击——回声检测技术
冲击——回声检测技术的原理是基于应力波在材料中以一定速度传播。冲击——回声检测技术的方法与超声波检测方法比较类似,都是通过判断应力波的强度和发生时间来确定缺陷的程度和位置的。而应力波有两种产生方法:一种是利用转换器来产生应力波,也叫做脉冲——回声法,另一种就是冲击——回声法,是通过利用机械冲击来产生应力波。
2.3电磁探测技术
2.3.1探地雷达技术
最开始的探地雷达技术是运用在军事领域的。但是现在已经被广泛的应用在生活中。比如说建筑物、桥梁等等一系列的结构评估中。探地雷达技术的基本原理是:探地雷达表层发射电磁波,在电磁波穿过介质的过程中,如果传播材料的不均匀的话就会使得振幅产生变化,同样的,传播材料在导电性上具有差异性也会让振幅会产生相应的变化。如果信号到达了中断的部位,介电性就会反射回来,被接受的天线接收。探测雷达在探测的过程中,通过电磁脉冲发射电磁来今昔那个探测,利用频率超高的短脉冲电磁波对地下介质的分布进行检测。所以,决定电磁波穿透隧道结构深度的主要因素就是频率、导电率和反射。如果发射天线在上层进行变化移动,电磁波的反射角方向就会被改变,电磁波的传播时间也会发生变化。这样在形成的变化趋势图像上就可以推断检测出深度不同的缺陷和损坏。探地雷达技术在混凝土钢筋和孔道定位和缺陷检测中经常应用。
2.3.2涡流检测技术
涡流检测技术主要是依靠电磁感应原理,检测铁路桥梁的表面损伤,当线圈靠近导电材料的时候,要经过交流电,那样会产生的交变的磁场,而且在构建的上层会产生出形涡流状的感应电流,而且构件的介质材料和表层缺陷都会影响到电涡流的变化。通过判断电涡流的变化就可以对铁路桥梁的损伤缺陷进行判断。
3结语:无损检测技术在综合利用声、光、电、磁等方法测定有关对象性能的物理量的同时,以不破坏被检测对象的内部结构和使用性能为其优点,已成为铁路桥梁等的主要检测技术,但各种检测技术都有其相应的优点,如电检测技术已经非常成熟,而光纤检测技术则具有可靠性好,抗干扰能力强,抗电磁干扰,电绝缘,耐腐蚀等优点。实际应用时,可根据局部损伤的具体部位、开展情况,从结构安全性、客观成因等方面综合考虑,并结合客观情况和自身设备条件优化选择铁路桥梁局部损伤的检测技术。
参考文献
[1]张宏涛.铁路列车车轴损伤无损检测关键技术研究[D].吉林大学,2017.
[2]吴刚.公路桥梁结构的损伤检测技术分析[J].江西建材,2015.
[3]李成伟,文国军.铁路桥梁局部损伤检测技术综述[J].山西建筑,2008.
(作者单位:中国中铁七局集团第五工程有限公司)