中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術集團企業(yè)。
一、概述
50年來，我國的結構驗測與加固技術經(jīng)歷了從無到有、從單項到全面、從局部構件到整體結構的發(fā)展過程。特別是最近20多年，結構的檢測與加固技術得到快速的發(fā)展，其應用對象已從開始階段的單層的破舊民居擴展到建設工程中的各類結構。
結構檢測與加固技術的發(fā)展與應用對于提高建設工程的質量起到了積極的作用，在節(jié)省國家與企業(yè)的資金、保障企業(yè)生產(chǎn)安全和人民生命財產(chǎn)的安全方面也起到了一定的作用。
二、檢驗與測試技術
結構的檢驗測試與建設工程施工階段的送樣和質量檢查有明顯的區(qū)別，它通常為事后的檢驗與測試，如：在澆注好混凝土后，測定鋼筋的配置情況等。因此其工作難度大，技術含量高。檢驗與測試技術一般為材料科學、物理學、化學、電子學與計算機科學等多學科緊密結合的技術。
我國的結構檢驗測試技術走的是“引進—消化—提高”和“借鑒—獨創(chuàng)”相結合的發(fā)展之路。
1、混凝土結構
建國初期，我國基本上沒有什么現(xiàn)代的檢測手段。直到六十年代中期才開始進行混凝土強度的非破損檢測方法的研究。七十年代中期，原國家建委把混凝土非破損檢測技術列入了建筑科學研究發(fā)展計劃，組織力量進行攻關。到八十年代中期，第一本全國性檢測規(guī)程《回彈法評定混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ23—85）問世。此后，關于混凝土強度及缺陷的檢測技術得到了廣泛的應用和持續(xù)的發(fā)展。到目前為止，關于混凝土強度的檢測已有回彈法、超聲法、鉆芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法組合而成的超聲回彈綜合法、鉆芯回彈綜合法等。較為成熟的混凝土強度和缺陷檢測方法已經(jīng)有了全國性的檢測技術規(guī)程，如：
《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/23—92）；
《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(guī)程》（CECS02：88）；
《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》（CECS03：88）；
《后裝拔出法檢測混凝土強度技術規(guī)程》（CECS 69：94）；
《超生法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程》（CECS 21：91）。
除了上述這些規(guī)程外，冶金、水利和交通等部門也編制了本行業(yè)的標準，一些省市還編寫了適應當?shù)夭牧咸攸c的地方規(guī)程，如貴州省的《回彈法測定貴州省山砂混凝土抗壓強度暫行技術規(guī)程》等。
混凝土強度的檢測技術已基本成熟，成熟的標志在于測試理論的完善和測試儀器性能，如：“回彈值—碳化深度—強度”關系，反映了回彈值與混凝土強度之間的基本規(guī)律?；貜?、超聲、鉆芯和拔出等方法雖然都是舶來之法，但都具有了中國特色，且各種檢測儀器和設備已完全國產(chǎn)化。一些儀器的性能已達到了國際先進水平，如北京市政工程研究院研制生產(chǎn)的NM-3B型非金屬超聲波檢測儀等。應該說，在混凝土強度的檢測方面，我國與經(jīng)濟發(fā)達國家已沒有明顯的差距。
混凝土構件鋼筋配置情況的檢測開始于七十年代。開始階段使用的是進口的儀器。目前我國已經(jīng)有了第二代鋼筋測定儀，該儀器可測定120mm厚混凝土層下的鋼筋，并可測定鋼筋直徑，其測試原理為電磁感應。國產(chǎn)儀器可基本上滿足建筑結構檢測的需要。經(jīng)濟發(fā)達的國家的同類儀器性能略好一些。我國引進的混凝土雷達儀采用電磁波法測試，測試速度快得多，其測試數(shù)據(jù)既可以在屏幕上顯示又可打印輸出，大大提高了檢測速度。
七十年代末到八十年代初，混凝土結構的耐久性問題開始受到重視，與耐久性相關的檢測技術也得到相應的發(fā)展。這些測試項目包括：混凝土的損傷程度、鋼筋的銹蝕速度、混凝土中有害元素的含量、混凝土骨料的堿活性、混凝土的抗凍性及抗?jié)B性和混凝土的滲漏點測定等。在這些檢測項目中，有些為現(xiàn)場檢測，有些為取樣檢測，還有現(xiàn)場檢測與計算分析結合的方法。
混凝土中有害元素的含量、混凝土骨料的堿活性、混凝土的抗凍性和混凝土的抗?jié)B性測定等項目均為取樣檢測。用鉆芯機在結構上取出試樣，在實驗室進行試驗。其中，我國關于骨料的堿活性的檢驗開始于七十年代，到八十年代初水利部門的相關標準《水工混凝土試驗規(guī)程》（SD105—82）已開始實行。到九十年代初，快速試驗方法標準《砂、石堿活性快速試驗方法》（CECS48：93）也頒布實施。
國內有關鋼筋銹蝕速度和銹蝕量測定的研究起始于八十年代中期，到八十年代末，交通部門和冶金部門的科研單位研制出鋼筋電位測定儀。這種儀器可定性地判別鋼筋是否銹蝕，九十年代國外的測試儀器可初步定量測試鋼筋的銹蝕速度和銹蝕量，但測試結果有一定的誤差。實際工程檢測中采用的是綜合的方法，儀器測定、現(xiàn)場實測與計算分析相結合。
2、砌筑結構
如果說混凝土結構的檢驗與測試走的是“引進—消化—提高”之路，則砌筑結構的檢驗與測試的發(fā)展則走的是“借鑒—獨創(chuàng)”之路。
砌筑結構檢測方法的研究開始于七十年代末，主要是將測定砌筑砂漿強度作為砌筑結構抗震鑒定和加固的評定指標。為了改變“眼觀手捏”的判斷方法，而進行了回彈法檢測強度等方法的研究。到八十年代中后期，冶金建筑研究院和中國建筑科學研究院分別研究出沖擊法和點荷法砂漿強度檢測方法；四川省建筑科學研究院、北京市建筑工程研究院、西安磚瓦研究所等單位進行了砌筑用磚強度等級的回彈檢測的研究。此后許多省市的建筑科學研究所都進行了砌體強度、砌筑砂漿強度或砌體塊材強度等級檢測方法的研究。1994年，《砌體結構力學性能現(xiàn)場檢測技術規(guī)范》編制組對部分已有的砌體結構檢測方法進行了評審，將回彈法、電荷法、筒壓法、射釘法和剪切法五種砂漿強度檢測方法和推剪法、單剪法、軸壓法、扁千斤頂和拔出法等五種砌體強度的檢測方法納入規(guī)程。這些方法大多數(shù)為我國科研人員創(chuàng)造發(fā)明的。
除了上述列入規(guī)程的方法之外，近年來又有一些新的檢測方法問世，如河北省建筑科學研究院的超聲回彈綜合法、中國建筑科學研究院的貫入法等。
砌筑結構檢驗測試技術起步比混凝土結構略晚一些，技術成熟程度比混凝土強度檢測技術略差，但該項技術的發(fā)展勢頭猛，在國內形成了百家爭鳴的可喜局面。可以說，按“借鑒—獨創(chuàng)”之路發(fā)展起來的砌筑結構檢測技術已經(jīng)達到了經(jīng)濟發(fā)達國家的技術水平。
3、鋼結構檢測
與混凝土結構和砌體結構相比，工程建設中鋼結構的數(shù)量相對較少，加之冶金、機械、交通、航空、石油、化工等工業(yè)部門對鋼材物理力學性能、內部缺陷、焊縫探傷等檢驗方法比較完善，因而其檢驗測試技術發(fā)展之路基本是借鑒學習國內其他行業(yè)的先進方法，如焊縫和鋼材的超聲波探傷方法、射線探傷方法、磁粉探傷方法和滲透探傷方法等。
在《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ18-66修訂本）中，關于鋼結構所用材料、制作、安裝和工程驗收等內容所規(guī)定檢驗方法還都是常規(guī)檢測技術，而在1981年新板的標準（GBJ205-83）中，關于鋼結構焊縫的檢驗增加了X射線和超聲波探傷的內容。1993年以后又陸續(xù)頒布了下述規(guī)程：
《建筑鋼結構焊接規(guī)程》（JGJ81-91）；
《鋼結構工程質量檢驗評定標準》（GB50221-95）；
《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50205-95）。
在這些規(guī)程中明確規(guī)定，焊接的內部缺陷及分級要符合《鋼焊接手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》（GB11345-89）的規(guī)定，使鋼結構的無損檢驗工作向前推進了一大步。
在大型體育場館、展覽館、機場、碼頭、火車站等公共建筑中，采用鋼網(wǎng)架作為屋蓋結構的愈來愈多。鋼網(wǎng)架的檢測受到普遍重視。針對該類結構的組件都是薄壁管、鋼球和高強螺栓等特點，在實驗研究和總結經(jīng)驗的基礎上，編制了具有行業(yè)特色的《網(wǎng)架結構工程質量檢驗評定標準》（JGJ78-91）和《螺栓球節(jié)點鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質量分級法》（JG/T3034.2-1996）及《焊接球節(jié)點鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質量分級法》（JG/T3034.1-1996）兩本行業(yè)標準。
鋼結構的檢驗測試技術在學習借鑒的基礎上已經(jīng)可以有效地解決實際問題，應該說，該技術還有很大的發(fā)展空間，需要繼續(xù)研究與開發(fā)。
4、檢驗測試技術的發(fā)展前景
更加準確、減少損傷、快捷方便無疑是已有檢驗測試技術改善和提高的發(fā)展目標。開發(fā)新的檢驗項目，使檢驗測試技術更加完善則是這項技術發(fā)展的方向。
檢驗儀器和設備在結構的檢驗與測試技術中扮演著重要的角色。沒有儀器設備就無法進行檢測，而質量好、操作方便的儀器設備是高質量檢測工作的保障。與經(jīng)濟發(fā)達國家相比，我們的檢測儀器設備在總體上存在著明顯的差距，主要體現(xiàn)在性能不穩(wěn)定、功能少、壽命短、體積大等方面。
檢測方法改善和提高的第二個方面是檢測理論提高和檢測數(shù)據(jù)分析方法的改善。合理確定檢測數(shù)量、合理布置檢測位置、減小檢測結果的不確定性、充分利用檢測數(shù)據(jù)等，是所有結構檢驗與測試工作面對的問題。
隨著工程技術的發(fā)展和檢測要求的提高，一些新的問題又擺在我們面前，如高強混凝土的強度檢測、混凝土缺陷的準確判定、預應力筋管道灌漿飽滿度測試、新型墻體材料的強度測試方法及質量評定方法等。
鋼結構的檢驗與測試是最具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。在對鋼結構進行鑒定時，鋼構件材料物理力學性能的現(xiàn)場無損驗測技術、鋼構件應力的現(xiàn)場無損測定技術和結構關鍵部位應力及損傷現(xiàn)場測試技術等是目前亟待發(fā)展的技術。
新技術的開發(fā)也要引進與研制相結合。如光傳感技術、聲發(fā)射技術等都是國際上九十年代中后期的先進技術，這些技術在大型建設項目施工階段和使用過程中的安全監(jiān)控和結構物安全性現(xiàn)場實荷測試等方面，有比較廣闊的應用前景。
三、結構的鑒定與評估技術
結構鑒定與評估技術的發(fā)展與建筑市場和社會的需求有直接的關系，與國家的經(jīng)濟狀況有密切的關系，同時又受到檢測技術發(fā)展的影響。
建國初期至“文革”期間，我國的結構鑒定與評估工作相對較少。其原因是多方面的。在這期間，絕大部分的建設資金用于新建項目，即便如此，建設項目的數(shù)量也不多。舊的建筑物相對較少，而建國后期的建筑物和構筑物的使用年數(shù)還相對比較短。這段時間的鑒定與評估工作的對象，主要是少量使用時間較長且極其破舊的居民住宅。由于缺乏檢測手段，鑒定工作以經(jīng)驗為主，相應的處理也多為治標不治本的臨時措施。
1976年以后，結構的鑒定與加固改造技術得到了明顯的發(fā)展。首先是建筑物和構筑物的抗震鑒定與抗震加固技術的發(fā)展。1976年唐山地震后，國家每年都要撥出專款進行建筑物和構筑物的抗震加固。國家資金的投入促進了結構鑒定與加固技術的發(fā)展。由于這是國內第一次大規(guī)模的結構鑒定與加固，缺乏必要的檢測手段和計算手段，鑒定工作依然以定性為主，以經(jīng)驗為主。
