前言

據近期研究報告顯示：歐美的橋梁中有約為10%被評為“結構上存在不足"，這些橋梁平均年齡67歲，每天通行車輛高達1.74億次，而按照目前的維修、更換速度，至少需要37年才能解決所有安全隱患。在這個背景下，X射線衍射法測量橋梁鋼筋的殘余應力作為無損檢測方法引入橋梁質量評估檢測。

本文使用GNR公司EDGE殘余應力分析儀對意大利帕多瓦地區(qū)的PTC結構大橋進行應力測試。

儀器介紹

EDGE高分辨室內外兩用殘余應力分析儀符合ASTM E915及EN 15305殘余應力國際分析檢測標準。GNR精心設計的便攜箱可收納全部配件，搭配三腳架實現(xiàn) 90°、180°及顛倒式測量。高性能電池支持野外等環(huán)境作業(yè)，激光定位與微動裝置結合，無需接觸即可快速定位。儀器兼具室內外檢測能力，滿足工業(yè)現(xiàn)場對殘余應力的精準測量需求。

研究對象

意大利帕多瓦地區(qū)的PTC結構大橋建于1968年，已經服役50年以上，屬于三跨橋，橋面由四根簡單的雙T梁組成。根據設計，每根梁上有8根預應力鋼筋，抗拉強度1650 MPa，使用狀態(tài)下的應力設計約為800 MPa。

研究方法

目前對橋梁壽命和使用情況的評測主要有以下幾個方法，而各個方法又存在各自的優(yōu)缺點，根據以上檢測的局限性和優(yōu)缺點，我們提出了用XRD測量橋梁鋼筋應力的方法，用來輔助評估橋梁的狀態(tài)。

在測試實際橋梁鋼筋之前，起初的可行性測試是在實驗室條件下進行的，以驗證施加在絞線上的外部載荷與使用標準配置的Edge通過X射線衍射測量應力狀態(tài)之間的對應性，判斷施加的應力和檢測到的應力是否一致。

經過實驗室的測試，說明XRD方法來測量橋梁內部鋼筋的殘余應力是合適并且有效的。接下來就開展現(xiàn)場測試。

因為形狀的原因，無法使用常規(guī)的電解拋光，所以用酸洗加水洗的方式處理鋼筋表面。在兩根鋼筋分別兩個位置的測量點結果如下，可以看到不同位置的應力有差別，但相同位置的不同鋼筋應力大致相同。

研究結論

XRD方法檢測橋梁鋼筋的應力狀態(tài)，可以輔助目測、內窺鏡、切割實驗等方法，對橋梁的狀態(tài)做出合理的評估，給出維修維護建議。

由此可以引申出一個應用方向，即鋼筋在橋梁裝配之后馬上對應力進行檢測，然后再使用一段時間后同一位置再進行檢測，看應力的變化，如果變化較大則需要對其進行維護加固。

GNR便攜式殘余應力分析儀EDGE配備高分辨率的檢測器和測角儀，能夠在現(xiàn)場或實驗室環(huán)境下，對橋梁鋼筋的殘余應力進行快速且精準的測試。測試中監(jiān)測實際輻射劑量顯示，設備運行時輻射計數(shù)值與環(huán)境本底基本持平，證明 X 射線對操作人員無輻射影響。此外，借助三腳架及各類工裝，EDGE 射線應力分析儀能夠更加靈活地適配各種現(xiàn)場環(huán)境，展現(xiàn)出強大的適用性。