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桥梁无损检测技术的现状研究

文档作者：王计宝文档来源：辽宁省安全科学研究院		点击数：	更新时间： 2021年08月18日
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Cadem lC
学术
8个)角点产生强大的抱紧力，这6个(或
8个)方向的抱紧力让管材顶住管件实现
连接。由于卡压式连接主要是6个(或8
个)点处产生抱紧力，其它部位无抱紧力，
这样会导致薄壁不锈钢管件在震动过程
中连接不稳定，容易出现松动现象，从
而导致密封效果下降， 出现漏水、渗水
现象。因此，现在的管道连接方式还存
在着许多的不足，还有待于改进和发展。
环压式连接是薄壁不锈钢管连接方
式的一种，是将预先套上矩形密封圈的
管材插入接头管件的承口，从外部对承
口的稳定段和密封段沿圆周方向施压。
压制中，承口的稳定段连同插入的管材
一起下凹变形后被抱死锁紧；对密封段
两端的施压使得密封材料在腔体内变形
移动以充分填充管材与管件之间的缝隙，
从而实现管材与管件的有效密封。环压
式连接具有连接可靠安全、施工便利快
捷、适合嵌入式安装、免维护更新、经
济性相对优越等特点。在保证密封性能
可靠的前提下避免使用了法兰、螺栓等
器件，使工作强度降低了许多，提高了
工作效率。同时，使管道连接更加美观，
适合广泛推广应用，具有很好的市场经
济效益。
1．环压加载装置的设计
环压加载装置由压钳钳头和压钳两
部分组成。
1．i压钳钳头的设计
压钳钳头属于加载装置的工作部分，
如图I所示，包括上钳头i、3，下钳头
2，压块7，固定销4、6以及轴向弹簧挡
圈5。压钳钳头结构可以分为内外两层：
上钳头i、3和下钳头2通过销轴6连接
组成压钳钳头的外层骨架结构；八个压
块7通过销轴4均布分别连接在上下钳
头上，组成压钳钳头的内层结构。为了
避免在夹紧过程中各部件之间发生干涉，
导致零件的损坏和夹紧力的不足。上钳
头1和3之间在闭合状态下留有4到5mm
的间隙，压块7和上下钳头之间在径向
方向上留有2到3mm的间隙， 以及各压
块之间也留有2到3mm的间隙， 既保证
了各部件之间不相互干涉，又能使得整
个压钳钳头结构比较紧凑。
连接时将被连接薄壁不锈钢管分别
插进接头管件两端，将上钳头i、3分别
打开，把接头放到钳口处，使接头中的
金属环对应到压块7挤压部位的沟槽中，
再将两片上钳头合并，利用压钳夹紧上
钳头，直至接头管件发生塑性变形。在
两片上钳头合并的过程中，压块7可绕
固定销4小范围内转动，这样使得由八
个压块7组成的360度环面具有自动对
中的功能，使压块7的挤压面与接头表
面紧紧贴合，使接头和管件达到可靠和
密封的连接效果。
图l压钳钳头结构图
i．2压钳的设计
如图2左图所示，压钳是对称式结
构，左右方向对称。由钳臂i，销钉2、
5，连接板3以及拉板4构成。压钳利用
曲柄滑块机构，来实现钳臂的转动并工
作的，压钳钳口夹紧压钳钳头的A处，
使得压钳钳头夹紧挤压接头管件。
压钳具体工作原理：钳臂i通过销
钉5与拉板4相连，连接板3在最外侧
通过销钉2与钳臂1连接，销钉2为钳
臂的旋转中心。拉板4下方的销孔与液
压动力源连接，受力下移时，与拉板通
过销钉5连接的钳臂绕销钉2转动，尺
寸B减小，从而实现压钳的夹紧动作。
拉板受力上移时完成松开动作。图3中
尺寸B的设计值受压钳钳头A处环颈尺
寸的影响，压钳处于松开状态时，尺寸B
应该大于环颈尺寸，便于夹紧时压钳的
安放。而夹紧状态时，B的尺寸值应尽可
能小，以实现足够的夹紧力。
图2压钳示意图
2．结束语
该加载装置采用分体式设计，结构简
单易于操作，与卡压钳相比，环压钳可以
对接头管件施加360度的挤压力，接头在
整个周向方向上抱紧被连接管道，使连接
处具有更好的抗拉和抗压性能，并且在震
动过程中，使管件具有良好的抗冲击特性，
有效的避免了管道连接接头在使用过程中
出现的松动现象，提高了薄壁不锈钢管件
的密封性能。由于压钳钳头压块可以更换
不同大小规格，适用范围广，提高了薄壁
不锈钢管的连接效率。
参考文献：
[i]濮良贵，纪名刚等．机械设计
[M]．北京：高等教育出版社，2006
[2]姚德利．快速液压钳[P]．CN
203184459 U，2013．O9．1l
[3]温源．薄壁不锈钢管机械连接方
式新发展一环压式连接[J]．给水排水，
2009．】2： 】04-】06
桥梁无损检测技术的现状研究
王计宝
(辽宁省安全科学研究院)
摘要：随着科技进步和社会发展，桥梁建设迎来了新的发展高峰，桥梁无损检测技术成为人们关注的重点问题。近年来，各类
桥梁安全事故的发生使桥梁检测技术的研究备受瞩目。本文阐述了桥梁无损检测技术的发展历程，在此基础上讨论了桥梁无损检
测技术的应用状况，以期对桥梁检测工作的提高有所帮助。
近年来，我国桥梁建设项目不断增
多。施工技术和施工水平也随之提升，
各种新工艺、新技术、新材料层出不穷，
桥梁桥型和桥梁跨度记录不断被刷新，
这些成就在鼓舞人的同时，也不可避免
的存在着各种安全隐患，桥梁工程往往
U4 中国机械Machm China
因为内部将结构问题、桥梁老化问题以
及其他各种问题造成重大桥梁安全事故，
桥梁无损检测技术在提高桥梁安全性能
和增加使用寿命方面起着至关重要的作
用，成为学术界探讨的热点话题。
1．桥梁无损检测技术的内涵及发展
历程
所谓桥梁检测技术，是指保持桥梁
原有结构不变的基础上，利用各种手段
和方法测定桥梁的相关物理参数和变量，
通过技术检测判断桥梁的结构性能是否
达到要求和相关规定。此种检测方法在
现阶段应用范围很广，主要应用于测试
宏观结构力学的性能方面，多数与结构
安全有关，发现某些宏观缺陷，在桥梁
检测中发挥着重要作用。无损检测技术
在桥梁中的应用与桥梁建设所使用的建
筑材料、桥梁结构特性、所选取的物理
量及相互间的关系以及用于检测的方法
和仪器等有关。随着科学技术的不断进
步与发展，桥梁检测技术依托信息通信
和计算机网络产生了新的测试工具。桥
梁检测技术的形成和发展离不开混凝土
无损检测技术的推动，混凝土无损检测
技术产生于上世纪30年代，先后经过了
表面压痕技术到超声波脉冲检测技术的
发展和跨越，如今已经形成了一个完整
的技术体系。桥梁无损检测技术在此基
础上，借助科技进步成果也研发出了一
系列先进技术，例如雷达扫描技术、微
波吸收技术以及红外热谱技术等。当前
无损检测技术已经发展较为成熟和完善，
并且有英国BSI颁布的标准和美国ASTM
颁布的标准，这些标准为无损检测技术
的进一步发展奠定了良好基础。
桥梁无损检测技术的研究现状与最
新动态
2．桥梁无损检测技术的研究现状
在桥梁建设中重视桥梁无损检测技
术的应用经历了较长时间，随着桥梁结
构的安全性问题不断出现，人们才开始
重视桥梁无损检测技术的应用。部分经
常性的桥梁检测项目仍在使用传统的桥
梁常规检测。传统的桥梁常规检测没有
运用先进的技术手段，仅仅起着外观检
测的补充作用，其检测方法主要借助动
静载试验、目测、混凝土硬度实验、腐
蚀作用试验以及超声波探测等 目测主
要依靠测试专家的感性判断， 目测结果
的误差较大，不能准确客观地反映结构
损伤状况；静载试验主要用于测试桥梁
的应变和饶度状况， 同时也要借助参考
目测结果，通过两种方法的综合进行桥
梁状况的评定。除此之外，在检测桥梁
裂纹时，通常使用液体渗透、磁分子、
涡流仪和超声波以及声发射技术，判断
钢桥结构体积是否损伤时，通常采用x
射线进行摄像，这样能够清晰的观察桥
梁缺陷。检测混凝土桥时，对于整体结
构的探测主要使用荷载试验和模态分析
方法，对于局部的检测使用超声波、冲
击反射、磁电阻抗、锈蚀势能、远红外
热像、地面渗透雷达、x射线摄像和声发
射等方法。
3．桥梁无损检测技术的最新发展动态
随着人们对桥梁无损检测技术的重
视和关注，近年来，桥梁无损检测技术
又有了新的突破性发展，一些新的技术
和方法被广泛应于与桥梁检测。最常见
的有激光雷达检测法、全系干涉仪检测
法、激光斑纹检测法、双波长远红外成
像检测法和磁漏摄动检测法等，这些方
法被广泛应用于桥梁下部结构挠度、表
面变形状况、混凝土层损伤程度， 以及
钢索、钢梁及混凝土内部钢筋等各方面
的检测中。一些专家学者经过研究发现，
当桥梁结构的阻力、刚度以及质量产生
变化，如果将结构震动模态作为权数，
对桥梁结构损伤之前和损伤之后的模态
变化量进行适当的加权处理，就能够对
桥梁单元损伤进行识别和定位。
从目前已有研究取得的进展和成果
看，美国联邦公路总署启动的公路桥梁
无损检测技术的大型研究项目，该研究
项目涉及众多新型技术，开展的课题也
十分广泛， 已经启动的项目主要有疲劳
裂纹探测及评估磁铁方法、桥面板检测
系统、强迫振动响应法、锈蚀探测及评
估技术、桥梁测试及健康监视系统和激
光振动计测量法几种。
首先，先进的锈蚀探测和评估技术。
该技术主要有磁漏探测技术、探测先张
法压浆空隙的冲击一反射系统以及埋入
式锈蚀微传感器和磁测量系统。
其次，先进的疲劳裂纹探测和评估
磁铁方法。该系统主要由新型超声波及
磁分析仪系统、热成像系统、便携式声
发射系统、无线应变测量系统、微波探
测和定量分析和无源疲劳荷载测量设备、
电磁一声发射传感器等部件构成，能够
ACadem IC
学术
对桥梁裂纹进行更为精确的检测。
然后， 先进的桥梁测试和健康监
测系统。该系统主要借助发送的无线电
对整个桥梁进行监测，对于桥梁的变形
情况主要采用GPS进行观测，或是采用
TRIP钢传感器监测超载状况，TRIP钢有
特殊的化学元素。
再次，先进的桥面板检测系统。该
系统主要包括双带远红外热成像系统和
地面渗透雷达。双带远红外热成像系统
采用两种不同的红外波长，检测沥青覆
盖的混凝土脱落状况与桥面板的裸露混
凝土状况，地面渗透雷达主要采用先进
的信号处理和成像方法以及脉冲雷达与
人工光栅技术，构建二维图像和三维图
像，这些图像反映着桥面板的内部图像。
最后，强迫震动响应法和激光震动
计测量法。强迫震动响应法主要用于评
估桥梁下部结构，激光震动计测量法主
要用于测量斜拉索的索力和无损检测。
这些研究和发现为桥梁无损检测技术的
提升奠定了良好的技术基础，有助于无
损检测技术的进步一发展。
4．总结
对桥梁无损检测技术进行研究和探
讨，不仅有助于保证桥梁工程的施工质
量，还体现了以人为本的理念，对国家
桥梁工程建设的发展和人员的人身财产
安全有重要意义。无损检测技术应当成
为一项系统工程，在新桥设计中居于重
要地位，使该项技术融入桥梁健康检测
系统，成为现代桥梁管理系统的重要组
成部分。
参考文献：
[1]赵长虹，王大为．桥梁无损检测
关键技术的分析及展望[J]．吉林交通科，
2011，4(1)：7-11．
[2]廖建．无损检测技术在桥梁工程
中的应用与研究[J]．黑龙江交通科技，
2012，3(10)：33—34．
[3]景运峰．公路桥梁无损检测
技术及应用[J]．山西建筑，2012，
38(5)：19l一192．
机械加工误差分析与工艺改进
王明智
(中捷机床有限公司
唐庆栋
辽宁沈阳)
摘要：零件加工后的尺寸、形状和位置等几何参数的实际值与理想值之间相符合的程度被称为机械加工精度。加工误差是指实
际几何参数值与理想几何参数值之间的差异。加工精度的高低由加工误差的大小反应。当加工误差越大时，加工精度越低：当加
工误差越小时，加工精度越高。机械加工过程所产生的误差，可以通过详细分析误差产生的原因来避免误差的产生。以达到提高
机械加工精度的目的。
前言 加工精度分为尺寸精度、形状精度 和位置精度。同一批零件，即使在相同
中国机械M8chine China II$

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