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第192期 公路钢结构桥梁检测新技术研发与应用

2023-7-4 11:48

【52监测网】第192期 公路钢结构桥梁检测新技术研发与应用


52监测网专家报告分享-第192期
《公路钢结构桥梁检测新技术研发与应用》
王贤强 苏交科集团股份有限公司
桥梁技术研发中心

目录
一、钢结构桥梁检测技术概述
二、焊缝缺陷可视化无损检测技术
三、涂层缺陷及涂层膜厚检测技术
四、高强螺栓缺陷(损伤)检测技术
五、隐蔽疲劳裂纹识别与定量评价技术

内容介绍

一、钢结构桥梁检测技术概述

➢ 背景及意义

为推进钢结构桥梁建设,交通运输部发布了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》,决定推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设,提升公路桥梁品质。要求坚持 “建养并重,质量可控”的原则,完善钢结构桥梁建设、养护管理制度,配备专业的建设、管理、养护、检测人员和设备,保证钢结构桥梁建设质量和运行安全。推进钢结构桥梁工业化、标准化、智能化建造,积极应用自动化、智能化的制造、焊接、涂装和质量检测技术,提高钢结构建造质量。

钢桥建设与养护的自动化、智能化检测是加强质量控制,提高运营安全的重要保障。


根据公开数据,日本曾对某国道线上的2559座钢结构桥梁病害进行统计,典型病害主要有:腐蚀、涂装劣化、钢构件脱落、疲劳裂缝,其中腐蚀和涂装劣化占比近90%。


➢ 焊缝缺陷及疲劳裂纹检测方法


➢ 涂装质量与病害检测方法


➢ 高强螺栓运营性能检测方法


二、焊缝缺陷可视化无损检测技术

➢ 超声衍射时差(TOFD)检测

聚焦问题:对接焊缝可靠性好、定量精度高、可记录存储的检测方法。

TOFD (超声波衍射时差检测技术),是一种依靠超声波与缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出缺陷并对缺陷定量检测技术。

发射探头以一定角度发射一组超声波进入工件,依次被接收探头接收的波为直通波、缺陷上下端衍射纵波和底面回波。通过缺陷端点的衍射时差可以对缺陷进行定位、定量,而与波幅大小无关。在检测过程中会同步形成D扫图像并实时存储,解决了传统超声无法存储、定量精度低的问题。

TOFD存在的问题:对接焊缝缺陷定性评定较为困难、容易漏检横向裂纹等。

通过系统研究,构建了对接焊缝缺陷TOFD检测特征图库,实现了缺陷类型定性判定并提出了横向裂纹的扫查检测方法。


➢ 超声相控阵(PAUT)检测

聚焦问题:用于角焊缝(尤其U肋焊缝)缺陷和熔深检测。

目前,U肋焊缝缺陷检测主要采用磁粉渗透表面探伤,由于空间位置受限,难以采用射线检测方法进行内部缺陷检测,缺乏有效的焊缝内部缺陷检测手段。


制作U肋试件,对熔深和缺陷进行测试,并对3种相控阵仪器、4个超声波检测人员的结果与低倍物理宏观真值进行对比验证,PAUT检测具有更高精度


三、涂层缺陷及涂层膜厚检测技术

➢ 涂层缺陷红外脉冲检测技术

聚焦问题:涂装缺陷,脱落、点蚀等引起的涂层剥离早期检测方法。

当试件内存在缺陷时,由于缺陷部位与试件材料的热特性不同而引起试件表面温度场的分布异常


➢ 涂层厚度锁相红外检测技术

聚焦问题:基于面测量的膜厚概率性评估方法,避免点测量带来的随机性。

利用调制装置对试件施加正弦波形式的热源,在试件表面生成一个可被红外热像仪记录的变化波形,表面信号与入射信号的相位差即可表征涂层厚度信息。


现有规范要求:干膜厚度小于设计值测点数小于10%,任意测点干膜厚度大于0.9倍设计值。


四、高强螺栓缺陷(损伤)检测技术

➢ 高强螺栓典型病害及原因分析


➢ 高强螺栓紧固力超声检测技术

聚焦问题:高强螺栓预紧力无损检测方法,弥补敲击和扭矩检测的不足。

螺栓紧固力会导致螺栓长度和超声波速度同时变化,从而改变超声波传播时间。因此,可以通过测量超声波传播时间 (TOF) 的变化来间接获得螺栓的受力状态。


➢ 高强螺栓疲劳损伤超声相控阵检测技术

聚焦问题:高强螺栓内部裂纹的有效检测,避免高强螺栓断裂与掉落。


五、隐蔽疲劳裂纹识别与定量评价技术

➢ 涂层下疲劳裂纹红外检测技术

聚焦问题:无需去掉涂层的疲劳裂纹检测方法,满足工程实用需求。


➢ 交流电磁场疲劳裂纹检测技术

聚焦问题:无需去掉涂层的疲劳裂纹检测方法,满足工程实用需求。


《公路钢结构桥梁检测新技术研发与应用》
王贤强 苏交科集团股份有限公司 桥梁技术研发中心

注:本内容仅供个人研学交流,版权归原作者所有


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