无损检测中桥梁结构地雷达技术的应用研究

　　关于雷达的论文第三篇：无损检测中桥梁结构地雷达技术的应用研究

　　摘要：以地质雷达检测技术为研究背景，在分析该技术应用机理以及技术要求的同时。依托某桥梁工程项目实例，对地质雷达无损检测技术的实践过程进行详细分析，希望探讨后，可以给该领域的工作人员提供参考。

　　关键词:公路桥梁;结构检测;地雷达技术;无损检测;应用;分析;

　　1 雷达检测技术简介

　　道路检测技术的应用，要想使得道路桥梁建设施工结束后满足要求，可以正常的投入使用，就要做好检测工作。根据目前的实际情况分析发现，桥梁检测中雷达检测的应用范围比较大，产生的测量效果也是非常好的。雷达检测方式的使用，主要是通过设备发射出高频电磁波进行道路桥梁混凝土结构质量的检测，该电磁波有非常高的穿透力，可以实现内部结构的准确测量。高频电磁波检测过程中，其振波范围可达100～1 000 MHz。在桥梁结构的检测工作进行中，电磁波震源会议振荡的方式存在，且会形成规定脉冲的电磁振幅，通过天线固定处理，形成有穿透力的电磁波发射出去。根据目前的应用标准，电磁力的检测中，具体包含如下两个部分：其一，向路基下部发射并且达到穿透力的作用；其二，发射到空气与路面可以形成反射弧的状态。

　　2 实例分析

　　2.1 工程概况分析

　　某桥梁项目的桩基距离地表有17 m间距的位置地质条件较为特殊，技术人员进行现场分析之后确定使用地质雷达进行地质勘测分析，主要是通过点测的方法进行顺时针方向的测量，一般要测量两圈，从外到内的顺序逐步进行测量。

　　2.2 现场检测及使用设备

　　(1)地质雷达(GPR)在开展桥梁结构的测量中，应用的设备是开展工作的基础，需要结合现场的介质特点、工程的具体情况等方面标注好现场的测量线、标尺等，然后结合测量的要求选择最佳的观测方法、测量技术参数，同时做好各项测量数据的记录工作。当前最为常见的就是双天线地质雷达，主要的方式有剖面法、宽角法等。剖面法的工作原理是应用发射天线、接收天线作为基础性的设备，然后根据固定的间隔距离沿线发射同时测量的方式。发射与接收同时进行一次移动，就可以做好一次记录。在同时进行天线移动的实施，可以将各个位置上的记录参数进行整合分析，然后能够形成探地雷达剖面图像。这种测量操作之下，可以准确的测量确定测线下部衬砌表面内部各个反射面的变化实际情况。

　　(2)地质雷达作为桥梁结构的检测工作，是通过检测确定内部衬砌、围岩等结构的不同电性方面实现全面检测的。因为衬砌结构、围岩等主要组成结构就是固、液、气三相的孔状材料形式，不同材料的特性不同，经过测量后会形成不同的雷达波反射界面。在雷达波的传输经过这些界面的时候，会产生不同的反射、折射与散射，形成不同的雷达波形式，分析确定波形、波阻的变化就能够确定内部结构的质量和性能。分析确定发射与接收波形的差异，真实反映出内部衬砌结构以及围岩特点，掌握是否存在病害问题。在具体的测量时，需要将雷达天线直接和衬砌表面接触，沿着线路进行滑动，然后做好定位控制，此时雷达主机会随时记录各个点位的情况，包含时间、深度尺寸、幅值参数等，就可以形成雷达剖面。如果测量介质的波速已经掌握，根据测量确定的往返时间，从而明确测量目标的位置和深度。该桥梁项目测量应用的是SIR-2000型便携式地质雷达，技术非常的先进，可以实现瞬态无载波脉冲发射，实现数字化的测量与控制，具备非常高的穿透能力，实时信息收集与处理，快速成像，提高测量的精度，能够准确的探测桥梁结构的缺陷问题，并且可以进行地质勘测，掌握孔洞、裂隙等问题的情况。

　　2.3 数据采集

　　首先，信号采集环节，需要使得整个桥梁桩基侧面的平整度达到标准的要求，以实现各个天线测量过程的移动有效的进行，同时需要紧密贴合被测量的表面，让信号的采集和处理更加顺利的进行。其次，信号采集环节，需要实施该环节的金属信号抗干扰处理，以保证信息收集准确和有效。最后，需要进行天线移动的情况下，应该保证打码工作的顺利进行，以达到位置标记的精度要求。

　　2.4 数据处理

　　首先，有序的组织开展增益调节。因此，在操作中，应该通过选择使用自动或者手动方式进行增益控制，选择合理的方法最大限度内让介质吸收可以顺利的进行，同时还能够防止杂波的影响。此时可以更好的实现增益点的放大，主要是记录在各个不同时段，让信号可以真实的反应和记录出来。但是点和点的增益是利用线性变化后获取的数据信息，以更好的防止在操作中出现假反射的情况。针对于增益环节中可能产生的变化，应该保证其变化的平滑度符合要求，以促进增益稳定性的提升，保证信号的传输质量符合要求。

　　其次根据需要做好滤波的处理。因为信号反射环节，高频、低频的信号也会给反射信号造成较大的干扰和影响。因此，应该结合实际需要，通过滤波的方式做好高低频信号的过滤出去，完全去除这些可能产生影响的信号，以保证不会给信号造成强烈的干扰和影响。目前所采用的滤波主要有两种，即垂向和水平滤波。垂向滤波主要包含了高低通两种形式，高通频率通常设定的是天线频率的1/5～1/6即可，如果信号超出该范围，信号通过这一区域会更加的顺利。低通频率通常是天线频率的2～3倍左右，只有小于该范围，才会让信号顺利的通过这一区域。

　　2.5 雷达图像分析

　　地质雷达剖面图像是检测之后的结果，也是进行桥梁结构质量分析的基础条件，是雷达信息利用的关键性措施，而进行雷达图像的判断是进行工程质量管理的重要方式之一。通过分析雷达剖面图，需要确定内部的反射波，掌握不同介质传输信号所产生的差异。通过雷达剖面图的识别，可以准确的确定出同相轴的特点，就能够通过断裂带中掌握和了解剖面图的情况，然后确定走势变化一致的曲线形式，而针对于软弱夹层、岩溶等地质条件表，则是通过大范围内细小抛物线的方式开展识别，且波形和周边环境有着非常明显的差异。因此，对于雷达剖面图的分析中，可以利用异常信号的识别开展进行，还要充分的掌握和了解地质条件的信息，然后根据地质相关知识，分析与判断后得出最终的结论。

　　2.6 检测结论

　　本次桥梁的检测总计设置了5条检测线，测量的长度为327 m。按照目前我国的桥梁检测标准、地质雷达操作技术以及设计方案中的要求，得出如下的检测结论。

　　(1)该桥梁项目的衬砌厚度合格率超过90%,达到技术规范的标准；

　　(2)钢架数量完全符合国家标准要求，其中A段钢架分布没有达到均匀性的要求，其他部位上分布均匀；

　　(3)本次桥梁的衬砌背后回填密实度检测的偏差不足10%,达到技术标准。

　　3 结 语

　　综合以上叙述，在公路桥梁结构检测环节，通过地质雷达技术的使用能够在不破坏桥梁基础结构的基础上对桥梁结构内在病害问题进行检测。在本项目检测中通过对不同桥梁结构位置检查发现桥梁衬砌厚度、钢筋质量以及砌背后回填密实度等方面指标均达到了规范要求，地质雷达检测技术具体精确度高、操作简单等优势，该技术值得推广使用。

　　参考文献

　　[1]燕季红无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用相关研究[J].大科技2020,(36).142-143.

　　[2]张志鹏.关于探地雷达测试技术在房屋地基基础检测中的应用[J]智能城市2020,(4).44-45.

　　[3]王维明.混凝土无损检测方法发展及应用[J]建筑技术开发2018,(17).1-2.