钢结构无损检测与加固方法研究

钢结构无损检测与加固方法研究

汪圣锋

武汉中和工程技术有限公司

摘要：为了保证检测的准确性，无损检测法通常被用于检测钢结构构件的强度性能。这种方法可以检测出构件的缺陷，并记录下它们的尺寸、位置、特征和数量。通过这些信息，可以判断出构件的技术状况，例如是否符合要求，以及它们的使用寿命。无损检测法具有成本低廉、操作便捷、检测精度高等优势，可以有效地满足质量控制的要求。

关键词：钢结构；无损检测；加固方法

无损检测作为一种新检测技术手段，在不损害钢结构建筑的前提下，对钢结构进行内外细致全面的检测。无损检测技术由于其多样化的检测技能，被应用于多方面的检测。钢结构因自身显著的应用性，发展前景远大，因此有必要用无损检测技术对钢结构进行深入研究。可以从根本上来提高钢结构工程的质量，提升建筑工程的施工进度，从而提升企业的经济水平。

1 钢结构的主要特征

钢结构的特征主要表现为：（1）钢结构塑性好、韧性强、可靠性高。源于钢材料所具备的特性：塑性好、韧性强、可靠性高，因此，钢结构能够承受较强的冲击和动力荷载，有着很好的抗震功能。此外，钢结构在实际应用中更加适合初始的理论设计，其自身的可靠性比较高。（2）钢结构的重量轻、强度高。同混凝土或者其他木材相比，钢材的强度、弹性模量、密度以及屈服强度都具备较大优势，因此在同样的条件下，钢结构有重量轻、截面小、方便安装和运输的优点，非常适合在高度高、跨度大的建筑结构中使用，巴黎的埃菲尔铁塔就是典型的例子。（3）钢结构的密封性好。钢材料的焊接技术也在技术更新的不断发展中获得了大幅度的改进，所达到的密封效果也极为良好，从而能够形成具有优质密闭性的专业容器。

2 钢结构无损检测方法

2.1 射线技术检测

射线检测也是常见的检测手段，主要原理是射线在穿透物质期间，会发生化学和物理作用。这些作用会导致射线产生强度衰减。而强度衰减的水平和物质内部是否存在缺陷，以及缺陷的类型有相关性。因此通过射线检测，可以显示其材料内部厚度的变化和缺陷以及缺陷的数量、大小等，从而来判定缺陷的危害性及质量等级。射线检测技术也被广泛应用到无损检测技术中。它与别的无损检测方法相比，最大的优点就在于图像直观的反应缺陷，从而可以判断缺陷类型。但是该检测本身存在一些缺点，成本高、检测周期长、效率低以及对检测检查员的身体也有一定危害；对其他易敏感物体也会产生不良反应；对环境有辐射作用，会对环境造成污染。

2.2 有垫板焊缝超声波探伤

本工程部分钢结构焊缝内衬垫板，施焊前如果垫板表面清理不彻底，极易在焊缝中形成夹渣，还容易产生根部未焊透、未熔合等缺陷，影响焊缝质量；而且内衬垫板反射波会干扰根部缺陷的检测，给超声波无损检测带来了极大挑战。对于内衬垫板的钢结构焊缝根部缺陷检测，首先要选择合适的探头，通过频率、晶片尺寸以及K值的选择，保证既有一定的清晰度，又有足够的穿透能力。在反射波分析过程中，要根据波形、反射波深度、位置分析确定是缺陷反射波还是衬垫板反射波。如果反射波深度与母材厚度相吻合，缺陷波很高，尖锐、陡峭、波根清晰，当探头沿焊缝平行移动时，在较大范围内连续出现缺陷波且在屏幕同一位置上，幅度变化不大，一般为垫板反射波。若反射波深度略小于母材厚度，探头沿焊缝垂直移动时，缺陷波反复消失出现或时降时升，一般为根部未焊透、未熔合等缺陷，且反射波消失的快慢取决于未焊透的深度。如果超声波形中出现低矮波峰的缺陷波，波幅较低，波根较宽，探头略有移动则缺陷波很快消失，且在不同方向探测时会获得不同形状的缺陷波，或超声波检测所产生的波形峰值出现各种不规则的连续异变且反射波深度小于母材厚度，可判定为焊缝中的夹渣。

2.3 渗透检测法

渗透检测是一种用来发现物质内部缺陷的技术，它通过使用带有染料的着色剂或荧光剂，并利用毛细管的作用，将这些物质慢慢地渗入到物质内部，从而发现物质的内部缺陷。完成渗透操作之后，必须对构件表面进行彻底的清洗，以及涂抹上一层白色的粉末或者薄膜，以确保其完整性。当渗透剂渗入缺陷区域时，它会通过毛细管的作用扩散到构件表面，形成一个更大的缺陷图像。采用紫外线灯或白光灯的照射，我们能够更加精确地观察出表面上的缺陷，从而更好地了解它的存在状态。比起着色法，荧光法的精确性更高，而且操作更加简单，它们都是按照渗透、清洗、显影以及检验的基本步骤进行的。

3 建筑钢结构加固措施

3.1 焊缝链接加固技术

焊缝链接加固技术主要是选择增加钢结构焊接缝隙的长度或有效厚度固定钢结构，还可同时增加这两方面的因素增加钢结构的强度与刚度。无论选择哪种焊接方式，都需要对焊接前后的钢结构强度及焊缝链接过程中的钢结构强度进行分析与计算，在保证负荷载重满足焊缝链接加固要求的基础上，最大成都保证成都与其横向焊接缝合的受力方向垂直。若满足上述条件进行焊接缝合时，施工人员必须选择规范、科学、合理的焊接工艺，在保证各项安全的基础上完成相关钢结构加固工作，避免在加固钢结构时，受焊接零件的温度不断升高的影响，导致构件及其承载能力不断降低的情况出现，能有效避免产生不良后果，最大程度保证钢结构的强度与刚度。

3.2 铆钉和螺栓连接的加固

目前已很少被使用，一般会选用高强螺栓摩擦型连接方法，其连接的质量高效，倍受大家的欢迎。高强螺栓摩擦型连接的接触面如果处理情况不同，摩擦面的抗滑移系数也会不同，在加固设计和施工时应充分考虑该系数，提高加固计算的精确性。

3.3 加大截面加固技术

加大截面加固技术主要是增大截面的构建对建筑钢结构进行加固，在使用加大截面加固技术时，多半会选择增补钢材以保证该技术发挥作用。另外，施工人员还可在原本的钢结构外部包裹一层混凝土，能有效加固建筑钢结构。在对钢柱进行加固时，施工人员可以选择改变截面的具体形式，最大程度保证弯矩作用下平面内外的承载能力不断提升，这种加固方式一般会用来加固翼缘钢板、钢板或斜板，能有效保证建筑钢结构的固定程度满足建筑需求，保证建筑工程的质量与安全，保障人民群众的财产安全与人身安全。

3.4 预应力加固法

其原理是利用预应力钢绞线对钢结构整体或构件进行加固的方法，其本质是通过施加预应力降低原钢结构应力水平，从而改变原钢结构中的内力分布。对钢结构施加预应力进行加固主要适用于较大跨度及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的较高应力、应变状态下的大型钢结构加固工程，可以达到加固原有钢结构，改变原结构刚度与内力的效果，施工方便、成本低廉、预应力束可以单独防腐或是更换。预应力加固法在施工过程中的一些关键问题，比如预应力筋拉张程度、典型钢结构构件和节点中的锚固方式等，目前是我国科研人员实验研究的重点。

4 结束语

加强建筑钢结构的检测与加固，能在保证建筑物安全质量的同时带来更高的经济效益。检测技术人员需要不断提升自身综合能力，以满足相关工作要求，工作人员还需要结合实际建筑情况对工程进行分析，选择最合适的检测与加固技术。建筑工程的质量问题直接影响我国建筑行业的发展与进步，除建筑企业之外，其他相关企业、群体也应当积极配合完成建筑质量安全的建设与监督，才能保证建筑行业的可持续发展，提高建筑企业的核心竞争力。

参考文献：

[1]牛瑜霞. 钢结构无损检测与加固方法研究 [J]. 建设科技, 2023, (22): 52-54.

[2]倪雷. 基于无损检测技术的钢结构建筑工程检测研究 [J]. 城市建筑, 2023, 20 (20): 173-176. DOI:10.19892/j.cnki.csjz.2023.20.43

[3]胡小群. 钢结构建筑工程中的无损检测技术应用研究 [J]. 房地产世界, 2023, (19): 142-144.