桥梁是交通网络的咽喉,一座桥的"健康",不能靠肉眼和经验来赌。2023年秋,日本某高速公路用多通道阵列式三维探地雷达GS9000对一座因地震受损、曾全线封闭的老桥进行了一次"全身CT"。本文带您复盘全过程。
案例背景
日本福冈高速公路桥梁建于20世纪70年代,服役已逾半个世纪,其间经历了多次地震的反复冲击。2016年4月,桥梁损伤严重到不得不封闭一个月——这在日本高速公路史上并不多见。
地震对桥梁的伤害,往往不在表面。桥面沥青看似平整,但混凝土桥面板内部可能已出现:
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沥青层与混凝土层之间的界面分层(脱空);
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混凝土的结垢、分解与老化区域;
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首层钢筋网的锈蚀与截面损失;
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结构性裂缝在深度方向的延伸。
这些问题肉眼看不见、锤击听不准,却是威胁桥梁承载力的"定时炸弹"。
2023年秋,NEXCO EAST决定对桥梁进行结构健康评估,选用的正是多通道阵列式三维探地雷达——GS9000。选取了两块预制板结合处作为试验段,每块预制板长约25米。
地图上叠加的C扫描视图清晰地展示了表面缺陷
GS9000探地雷达在桥面上进行探测
解决方案
GS9000如何给桥梁做"CT"?
1. "自由路径"功能:厘米级精度的地下三维地图
GS9000先进的自由路径功能,让工程师在推扫过程中以厘米级精度记录位置、整合地理定位数据,作业现场即可实时生成地下三维地图。所有扫描数据终汇成详尽报告,直接服务于结构完整性评估与维护规划。
2. 高频阵列天线:2.5 cm通道间距,看清别人看不见的缺陷
目前市面上的多通道GPR普遍采用约7.5 cm的通道间距,这一标准设计在探测沥青/混凝土(A/C)层中的表面裂缝和老化缺陷时能力受限。GS9000的天线设计大幅拓宽高频频宽,同时将通道间距压缩到仅2.5 cm。
3. GPR Insights + AI引擎:让数据变成决策
海量雷达数据在GPR Insights软件中通过人工智能引擎和云端算法处理,转化为直观地图与可视化图像。其中,AI引擎可自动检测桥梁结构首层钢筋,并基于钢筋反射信号的振幅衰减生成两张定性图——劣化图与混凝土结构状况图。劣化图中红色即为劣化可能性区域,其判定方法符合ASTM D6087标准,为后期维护和维修提供了直接的决策支撑。
检测结果
GPR 探测结果重要的输出是劣化图,红色为劣化可能性区域
沥青层的主要表面缺陷(裂缝)
在沥青层内 4 至 6 cm深处发现了延伸的表层缺陷
沥青混凝土 (A/C) 层之间的界面缺陷(分层)
首层钢筋网的实时切片视图
开挖验证:数据与实况高度吻合
为验证探测结果,工程师对探测区域局部进行了开凿。结果证实:实际发现的结构薄弱点和缺陷,与GS9000雷达数据展示的结果高度吻合。
桥梁养护的核心逻辑永远是:预防大于抢修。
传统目视检测只能看见冰山露出水面的一角,大量致命隐患潜藏于结构内部。借助 GS9000 这类智能化三维探地雷达,我们可以把看不见的内部病害可视化,实现 “早发现、小维修、降成本”。
上海劳瑞仪器设备有限公司,致力于把国际先进无损检测技术带给国内工程检测、高校科研、养护单位。可为客户提供设备演示、技术培训、方案咨询服务。
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