中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
一、概述
50年來，我國的結(jié)構(gòu)驗(yàn)測(cè)與加固技術(shù)經(jīng)歷了從無到有、從單項(xiàng)到全面、從局部構(gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程。特別是最近20多年，結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與加固技術(shù)得到快速的發(fā)展，其應(yīng)用對(duì)象已從開始階段的單層的破舊民居擴(kuò)展到建設(shè)工程中的各類結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)于提高建設(shè)工程的質(zhì)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(cái)產(chǎn)的安全方面也起到了一定的作用。
二、檢驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)
結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)測(cè)試與建設(shè)工程施工階段的送樣和質(zhì)量檢查有明顯的區(qū)別，它通常為事后的檢驗(yàn)與測(cè)試，如：在澆注好混凝土后，測(cè)定鋼筋的配置情況等。因此其工作難度大，技術(shù)含量高。檢驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)一般為材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科緊密結(jié)合的技術(shù)。
我國的結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)走的是“引進(jìn)—消化—提高”和“借鑒—獨(dú)創(chuàng)”相結(jié)合的發(fā)展之路。
1、混凝土結(jié)構(gòu)
建國初期，我國基本上沒有什么現(xiàn)代的檢測(cè)手段。直到六十年代中期才開始進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的非破損檢測(cè)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(cè)技術(shù)列入了建筑科學(xué)研究發(fā)展計(jì)劃，組織力量進(jìn)行攻關(guān)。到八十年代中期，第一本全國性檢測(cè)規(guī)程《回彈法評(píng)定混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ23—85）問世。此后，關(guān)于混凝土強(qiáng)度及缺陷的檢測(cè)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和持續(xù)的發(fā)展。到目前為止，關(guān)于混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)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(qiáng)度和缺陷檢測(cè)方法已經(jīng)有了全國性的檢測(cè)技術(shù)規(guī)程，如：
《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/23—92）；
《超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS02：88）；
《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS03：88）；
《后裝拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS 69：94）；
《超生法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)，一些省市還編寫了適應(yīng)當(dāng)?shù)夭牧咸攸c(diǎn)的地方規(guī)程，如貴州省的《回彈法測(cè)定貴州省山砂混凝土抗壓強(qiáng)度暫行技術(shù)規(guī)程》等。
混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)技術(shù)已基本成熟，成熟的標(biāo)志在于測(cè)試?yán)碚摰耐晟坪蜏y(cè)試儀器性能，如：“回彈值—碳化深度—強(qiáng)度”關(guān)系，反映了回彈值與混凝土強(qiáng)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(cè)儀器和設(shè)備已完全國產(chǎn)化。一些儀器的性能已達(dá)到了國際先進(jìn)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(cè)儀等。應(yīng)該說，在混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方面，我國與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已沒有明顯的差距。
混凝土構(gòu)件鋼筋配置情況的檢測(cè)開始于七十年代。開始階段使用的是進(jìn)口的儀器。目前我國已經(jīng)有了第二代鋼筋測(cè)定儀，該儀器可測(cè)定120mm厚混凝土層下的鋼筋，并可測(cè)定鋼筋直徑，其測(cè)試原理為電磁感應(yīng)。國產(chǎn)儀器可基本上滿足建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)的需要。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家的同類儀器性能略好一些。我國引進(jìn)的混凝土雷達(dá)儀采用電磁波法測(cè)試，測(cè)試速度快得多，其測(cè)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(cè)速度。
七十年代末到八十年代初，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題開始受到重視，與耐久性相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)也得到相應(yīng)的發(fā)展。這些測(cè)試項(xiàng)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(diǎn)測(cè)定等。在這些檢測(cè)項(xiàng)目中，有些為現(xiàn)場檢測(cè)，有些為取樣檢測(cè)，還有現(xiàn)場檢測(cè)與計(jì)算分析結(jié)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(cè)定等項(xiàng)目均為取樣檢測(cè)。用鉆芯機(jī)在結(jié)構(gòu)上取出試樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。其中，我國關(guān)于骨料的堿活性的檢驗(yàn)開始于七十年代，到八十年代初水利部門的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SD105—82）已開始實(shí)行。到九十年代初，快速試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)《砂、石堿活性快速試驗(yàn)方法》（CECS48：93）也頒布實(shí)施。
國內(nèi)有關(guān)鋼筋銹蝕速度和銹蝕量測(cè)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(cè)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(cè)試儀器可初步定量測(cè)試鋼筋的銹蝕速度和銹蝕量，但測(cè)試結(jié)果有一定的誤差。實(shí)際工程檢測(cè)中采用的是綜合的方法，儀器測(cè)定、現(xiàn)場實(shí)測(cè)與計(jì)算分析相結(jié)合。
2、砌筑結(jié)構(gòu)
如果說混凝土結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)與測(cè)試走的是“引進(jìn)—消化—提高”之路，則砌筑結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)與測(cè)試的發(fā)展則走的是“借鑒—獨(dú)創(chuàng)”之路。
砌筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法的研究開始于七十年代末，主要是將測(cè)定砌筑砂漿強(qiáng)度作為砌筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定和加固的評(píng)定指標(biāo)。為了改變“眼觀手捏”的判斷方法，而進(jìn)行了回彈法檢測(cè)強(qiáng)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(xué)研究院分別研究出沖擊法和點(diǎn)荷法砂漿強(qiáng)度檢測(cè)方法；四川省建筑科學(xué)研究院、北京市建筑工程研究院、西安磚瓦研究所等單位進(jìn)行了砌筑用磚強(qiáng)度等級(jí)的回彈檢測(cè)的研究。此后許多省市的建筑科學(xué)研究所都進(jìn)行了砌體強(qiáng)度、砌筑砂漿強(qiáng)度或砌體塊材強(qiáng)度等級(jí)檢測(cè)方法的研究。1994年，《砌體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能現(xiàn)場檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》編制組對(duì)部分已有的砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法進(jìn)行了評(píng)審，將回彈法、電荷法、筒壓法、射釘法和剪切法五種砂漿強(qiáng)度檢測(cè)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(qiáng)度的檢測(cè)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(cè)方法問世，如河北省建筑科學(xué)研究院的超聲回彈綜合法、中國建筑科學(xué)研究院的貫入法等。
砌筑結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)起步比混凝土結(jié)構(gòu)略晚一些，技術(shù)成熟程度比混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)略差，但該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭猛，在國內(nèi)形成了百家爭鳴的可喜局面。可以說，按“借鑒—獨(dú)創(chuàng)”之路發(fā)展起來的砌筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平。
3、鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)
與混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比，工程建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對(duì)較少，加之冶金、機(jī)械、交通、航空、石油、化工等工業(yè)部門對(duì)鋼材物理力學(xué)性能、內(nèi)部缺陷、焊縫探傷等檢驗(yàn)方法比較完善，因而其檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展之路基本是借鑒學(xué)習(xí)國內(nèi)其他行業(yè)的先進(jìn)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(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ18-66修訂本）中，關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)所用材料、制作、安裝和工程驗(yàn)收等內(nèi)容所規(guī)定檢驗(yàn)方法還都是常規(guī)檢測(cè)技術(shù)，而在1981年新板的標(biāo)準(zhǔn)（GBJ205-83）中，關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)焊縫的檢驗(yàn)增加了X射線和超聲波探傷的內(nèi)容。1993年以后又陸續(xù)頒布了下述規(guī)程：
《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》（JGJ81-91）；
《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50221-95）；
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-95）。
在這些規(guī)程中明確規(guī)定，焊接的內(nèi)部缺陷及分級(jí)要符合《鋼焊接手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》（GB11345-89）的規(guī)定，使鋼結(jié)構(gòu)的無損檢驗(yàn)工作向前推進(jìn)了一大步。
在大型體育場館、展覽館、機(jī)場、碼頭、火車站等公共建筑中，采用鋼網(wǎng)架作為屋蓋結(jié)構(gòu)的愈來愈多。鋼網(wǎng)架的檢測(cè)受到普遍重視。針對(duì)該類結(jié)構(gòu)的組件都是薄壁管、鋼球和高強(qiáng)螺栓等特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)研究和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編制了具有行業(yè)特色的《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ78-91）和《螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》（JG/T3034.2-1996）及《焊接球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法》（JG/T3034.1-1996）兩本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
鋼結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)在學(xué)習(xí)借鑒的基礎(chǔ)上已經(jīng)可以有效地解決實(shí)際問題，應(yīng)該說，該技術(shù)還有很大的發(fā)展空間，需要繼續(xù)研究與開發(fā)。
4、檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展前景
更加準(zhǔn)確、減少損傷、快捷方便無疑是已有檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)改善和提高的發(fā)展目標(biāo)。開發(fā)新的檢驗(yàn)項(xiàng)目，使檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)更加完善則是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的方向。
檢驗(yàn)儀器和設(shè)備在結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)中扮演著重要的角色。沒有儀器設(shè)備就無法進(jìn)行檢測(cè)，而質(zhì)量好、操作方便的儀器設(shè)備是高質(zhì)量檢測(cè)工作的保障。與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家相比，我們的檢測(cè)儀器設(shè)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(cè)方法改善和提高的第二個(gè)方面是檢測(cè)理論提高和檢測(cè)數(shù)據(jù)分析方法的改善。合理確定檢測(cè)數(shù)量、合理布置檢測(cè)位置、減小檢測(cè)結(jié)果的不確定性、充分利用檢測(cè)數(shù)據(jù)等，是所有結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)與測(cè)試工作面對(duì)的問題。
隨著工程技術(shù)的發(fā)展和檢測(cè)要求的提高，一些新的問題又?jǐn)[在我們面前，如高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)、混凝土缺陷的準(zhǔn)確判定、預(yù)應(yīng)力筋管道灌漿飽滿度測(cè)試、新型墻體材料的強(qiáng)度測(cè)試方法及質(zhì)量評(píng)定方法等。
鋼結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)與測(cè)試是最具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定時(shí)，鋼構(gòu)件材料物理力學(xué)性能的現(xiàn)場無損驗(yàn)測(cè)技術(shù)、鋼構(gòu)件應(yīng)力的現(xiàn)場無損測(cè)定技術(shù)和結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位應(yīng)力及損傷現(xiàn)場測(cè)試技術(shù)等是目前亟待發(fā)展的技術(shù)。
新技術(shù)的開發(fā)也要引進(jìn)與研制相結(jié)合。如光傳感技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)等都是國際上九十年代中后期的先進(jìn)技術(shù)，這些技術(shù)在大型建設(shè)項(xiàng)目施工階段和使用過程中的安全監(jiān)控和結(jié)構(gòu)物安全性現(xiàn)場實(shí)荷測(cè)試等方面，有比較廣闊的應(yīng)用前景。
三、結(jié)構(gòu)的鑒定與評(píng)估技術(shù)
結(jié)構(gòu)鑒定與評(píng)估技術(shù)的發(fā)展與建筑市場和社會(huì)的需求有直接的關(guān)系，與國家的經(jīng)濟(jì)狀況有密切的關(guān)系，同時(shí)又受到檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的影響。
建國初期至“文革”期間，我國的結(jié)構(gòu)鑒定與評(píng)估工作相對(duì)較少。其原因是多方面的。在這期間，絕大部分的建設(shè)資金用于新建項(xiàng)目，即便如此，建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量也不多。舊的建筑物相對(duì)較少，而建國后期的建筑物和構(gòu)筑物的使用年數(shù)還相對(duì)比較短。這段時(shí)間的鑒定與評(píng)估工作的對(duì)象，主要是少量使用時(shí)間較長且極其破舊的居民住宅。由于缺乏檢測(cè)手段，鑒定工作以經(jīng)驗(yàn)為主，相應(yīng)的處理也多為治標(biāo)不治本的臨時(shí)措施。
1976年以后，結(jié)構(gòu)的鑒定與加固改造技術(shù)得到了明顯的發(fā)展。首先是建筑物和構(gòu)筑物的抗震鑒定與抗震加固技術(shù)的發(fā)展。1976年唐山地震后，國家每年都要撥出專款進(jìn)行建筑物和構(gòu)筑物的抗震加固。國家資金的投入促進(jìn)了結(jié)構(gòu)鑒定與加固技術(shù)的發(fā)展。由于這是國內(nèi)第一次大規(guī)模的結(jié)構(gòu)鑒定與加固，缺乏必要的檢測(cè)手段和計(jì)算手段，鑒定工作依然以定性為主，以經(jīng)驗(yàn)為主。
