市政桥梁钢结构的无损检测技术分析

吕帅

摘要：伴随着我国社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，人们越来越倾向于追求良好的居住环境。为了满足现阶段人们对居住环境的需求，桥梁的建设越来越复杂和多样，这就需要用一种能够在不破坏桥梁结构的情况下对桥梁进行无损害的检测手段，这种无损检测手段可以对市政桥梁的工程质量进行评估。

关键词：市政桥梁；钢结构；无损检测技术

引言

市政桥梁钢结构中，超声波探伤技术的操作相对方便快捷，且检测准确性较高，已经广泛应用在市政桥梁项目中。本次研究具有现实研究意义。

1市政桥梁钢结构的无损检测技术概述

在市政桥梁结构中，钢箱梁凭借自重轻、承载能力高、跨径大、施工便捷、满足装配式施工条件等众多优势，在城市高架桥施工中是应用较为广泛的桥型之一。钢结构中各构件的连接方式主要有焊接、高强螺栓连接及铆接三种，其中，焊接连接施工法效率最高，且承载能力仅次于高强螺栓连接，是性价比较高的一类钢构件连接施工方法。但是，焊接施工法在受到荷载作用及外部环境的多重作用下，容易出现各种病害，局部焊缝病害在应力集中效应下将快速断裂失效，从而引发严重安全事故。因此，在工程实践中，为了保证钢箱梁结构中各钢构件焊接质量可靠，必须定期对焊缝进行无损检测，一旦出现焊缝质量不满足规范要求或者直接失效的情况，必须及时进行补焊和加固，以保证市政钢结构桥健康、长期运营。

2无损检测技术在市政桥梁检测中的具体应用

2.1钢结构焊缝磁粉检测方法

钢结构焊缝磁粉无损检测技术(MT)是金属材料焊接缺陷中常用的检测技术之一。钢结构被磁粉磁化后，在磁路不连续的截面出现变化时，磁路透过试件表明形成“漏磁效应”;借助“漏磁效应”以吸附磁粉材料从而形成磁痕，通过磁痕外形以间接反应试件的焊接缺陷。在检测前，应先对待检测焊缝位置进行预处理，将焊缝表面的污染物、锈蚀物等彻底清理，并采用角磨机打磨，保证金属材料表面的原始状态。在具体的检测过程中，根据磁粉类型可以将磁粉检测划分为湿法检测和干法检测两种;根据磁粉检测中待检测母材上的磁粉施加时间长度，将磁粉检测分为连续检测法和剩余磁法两种。湿法检测的灵敏度最高，干法检测选用的磁粉颗粒粒径值较大，仅适用于连续磁粉探测中，所以干法检测适用于焊缝缺陷较为明显的结构中，对于细微的焊缝缺陷或者裂纹，使用干法难以精准探测。在市政钢结构桥梁检测中，应做好干法和湿法两种探测法的联合使用，可以先采用干法进行缺陷定位，再使用湿法进行精准探测。

2.2钢结构焊缝射线无损检测法

射线无损检测技术借助射线发射仪器或者放射性同位素作为射线发出源，在射线接触到待检测焊缝时，射线将出现不同程度的衰减，由于待检测焊缝及母材存在厚度差，射线采集胶片上记录了不同的射线强度值，射线强度以不同数量的光子表现，将胶片拿到暗室内处理后，根据胶片上不同暗度的影像情况，对焊缝缺陷做出定性判定。同其他焊缝检测技术相比，射线检测结果识别精度及效率最高，可以及时输出缺陷图像信息;可以将不同位置的焊缝射线检测结果保留在胶片上，便于检测数据的长期保存。但是，射线检测在具体的焊缝检测中也存在一些缺陷，首先，射线检测技术的成本较高，必须借助高频率射线发射仪，且还必须提供胶片等耗材;此外，射线检测的检测周期长，不能与其他工作交叉作业，从拍摄底片到底片处理再到检测结果的评定往往要耗费十几个小时甚至更久;最后，使用射线检测存在较高的安全隐患，一旦控制不当，将对检测人员造成损害，检测人员长期置身在射线污染环境中，对身体健康有较大影响。

2.3渗透探伤检测技术

渗透探伤检测技术在应用时具有较多的优点，如检测效率较高、检测设备简便易带等。而且该种检测方式在具体使用时，即使没有电源的接通，也可以正常使用，在检测金属和非金属产品时，都可以使用这种方式来完成。然而，该技术在使用时还具有一个缺陷，即只能检测表面的开口缺陷，内部缺陷则无法检测。因此，渗透探伤检测技术只能用来检测材料表面的缺陷。

2.4超声波探伤技术

无损检测中的超声波探伤技术，是各行业检测手段中应用最广泛、最成熟的无损检测技术之一。其技术原理为：通过超声波探头对电能进行转换，发射超声波，在被检材料中进行传播，一旦所检测的材料中有夹渣、气孔或裂纹现象，部分超声波会被反射，由超声波接收器进行接收，显示在屏幕上，通过对回波的分析和计算，可以明确所检测材料中缺陷的具体情况。

2.4.1气孔与夹渣的识别

气孔主要是在钢结构焊接期间，由于焊接熔池的温度较高，材料对大量气体和冶金反应气体进行了吸收，在焊接冷却凝固前，未及时将吸收的气体放出，由此在钢结构金属焊缝内形成了以气体为主的空穴。一般来说，气孔包括密集气孔和单气孔，不同的气孔的特点不同。密集气孔的反射波为簇状，回波的高度也是以气孔大小为依据。单个气孔呈现的波形相对稳定，应进行不同方向的探测，但探测时不能移动探头。夹渣是焊接后，在钢结构中残留的非金属残留杂质或熔渣。夹渣包括条状渣和点状渣，其表面呈现不规则的形态。条状夹渣的反射率和波幅相对较低，对探头进行平行移动时，波幅有略微变动。点状夹渣的回波形态和信号与单个气孔具有类似性。

2.4.2裂纹与未熔合的识别

裂纹是在钢结构焊接期间或焊接完毕后，因钢结构过热导致局部存在破裂的缝隙。通常情况下，裂纹呈现的反射回波高度较高。对超声探头进行平行移动时，会在波幅变动的情况下初选连续的反射波。对超声探头进行转动时，其波幅变动不明显，但其波峰有上下错动的变化趋势。未熔合是钢结构在焊接期间，未与其他填充金属材料熔合。在此种形势下，对钢结构进行探测得到的反射波的特征为，对超声探头进行平行移动时，其波形相对稳定，但对钢结构的两侧探测时，反射的波幅则呈现出不同。

2.5涡流检测技术

涡流检测技术主要被运用于市政桥梁中的以下两方面：一是在检测市政桥梁的内部结构，判断其是否存在缺陷时，可以在依据市政桥梁材料产生电磁反应的情况下，来分析市政桥梁的内部结构，判断施工材料的密度等来完成。二是可以通过探知线圈来检测出钢铁、金属制品等具有导电性能的物质，从而据此来有效检测和区分桥梁材料在细微方面和深层方面的差别，从而提高对桥梁材料质量评价的准确性能。

结束语

伴随国内交通运输量的不断增长，城市既有钢结构桥梁的承载能力、截面抗弯刚度及结构整体性和荷载稳定性均出现不同程度的下降，工程实践表明，钢结构桥梁病害的主要对象为焊缝，焊缝在外荷载及各种环境的多重作用下，成为钢结构中最薄弱的位置，直接影响了市政交通系统的通行能力。无损检测可以满足桥梁结构的正常通行条件，实践应用表明，无损检测技术在钢结构焊缝检测中具有较好的实际应用意义和价值。

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