从全域养护到定点维修：探地雷达在桥梁无损检测的实践案例

仪器设备介绍

桥梁运维

本次分享一套完整的无损检测工作流程，该流程用于评估一座大型公路桥梁的结构完整性、钢筋分布情况及防水层服役状态。

为保障桥梁资产的长期运行安全，并为后续养护方案的制定提供依据，业主单位要求对一座重点公路桥梁开展内部结构及防水层状况的精细化检测与评估。本次检测面临以下几项关键难点：

内部结构资料缺失：该桥首层钢筋网及横向后张预应力体系的相关图纸均不完整，缺乏可参考的原始设计资料。

防水层劣化风险：怀疑桥面防水层已出现水分侵入，但渗水范围与具体位置尚不明确，且渗水对沥青层下方防水层粘结界面可能造成的影响也难以判断。

自动诊断算法适用性受限：受首层钢筋排布极不规则、呈零散斑块状分布这一因素制约，常规探地雷达病害自动成像算法难以直接适用。

环境条件不利：检测前连续三日降雨，导致地下含水率偏高，可能对检测信号产生干扰。

交通影响需最小化：检测作业须快速完成，并尽可能减少钻孔取芯等破损性检测手段的使用。

本项目采用巡鹰智检Proceq系列探地雷达，结合高分辨率数据采集与现场定点验证手段，对桥梁内部结构及防水层状况进行综合评估。

1. 高分辨率探地雷达扫描

夜间作业时段，采用GM8000与GS9000多通道雷达设备沿行车道实施探测，采集高密度地下剖面数据，以获取桥梁内部结构的连续反射信息。

2. 多层位信号解析

由于地下介质处于高饱水状态，常规自动成像算法难以适用，工程师转而针对雷达原始信号的介电特性与振幅特征开展人工判读分析，重点完成以下两项测绘任务：

防水层边界测绘：通过分析沥青与混凝土交界面处的信号强度变化，区分不同介电特征区域。低振幅反射区域（橙/绿色区域）通常对应防水层完好、基层干燥的状态；高振幅、高介电常数反射区域（红色区域）则指示存在积水，可能伴随防水层脱粘风险。

钢筋与预应力管道测绘：追踪纵向及横向钢筋产生的双曲线反射信号，探明钢筋网的埋深与间距，并进一步厘清钢筋网与下层后张预应力管道之间的空间位置关系。

3. 定点试坑校准

本次检测未开展大范围破损性检测，仅选取3处区域进行局部开挖，用于校准并验证探地雷达信号的判读结果。

其中，1号开挖处设于高振幅反射区域，用于核验疑似防水层破损区域；3号开挖处设于低振幅（橙色）反射区域，用于证实防水层完好、混凝土保持干燥。

基于探地雷达的探测成果，可形成清晰且具备直接落地价值的桥梁内部病害分布图，为业主单位从全域粗放式养护向局部精准维修的转变提供依据。

结构布设与钢筋测绘

通过探地雷达探测，完整还原了桥梁上层钢筋的复杂布设形态：

第一层钢筋（埋深150–200毫米）：钢筋以矩形网片形式布置，网片中心间距为4米。其中纵向钢筋位于最上层，直接架设于下方横向预应力钢束之上，表明原始浇筑阶段钢筋网系直接铺设于预应力管道上方。

第二层钢筋（埋深约300毫米）：探测成功识别出第二层钢筋网的分布范围与形态。

结构异常区域：探测发现，多处首层钢筋网在横向预应力束上方的埋深显著增大，达到300–350毫米。

图 1：首层钢筋平面分布概览

图 2：疑似预应力钢束位置

技术人员通过分析沥青与防水层界面之间的介电差异，圈定出多处积水富集区域，具体判读结果如下：

西南桥台伸缩缝区域：探测发现一处大面积积水区。受桥梁纵坡影响，雨水径流在伸缩缝位置受阻并滞留，导致该区域长期处于饱水状态。1号挖掘区的验证结果表明，持续饱水已造成防水卷材粘结失效。

管线沟槽渗水带：高振幅介电响应显示，在跨行车道、位于跨径中段的位置存在一条渗水带，其走向与横向公共设施及通信电缆沟槽的位置高度重合，推测渗水与沟槽构造对防水层的局部扰动有关。

完好区域：西行行车道及桥梁东侧区段的雷达反射信号振幅较低，未显示明显介电异常。3号挖掘区的验证结果证实，该区域防水层保持完整，下部混凝土处于干燥状态。

图 3：橙色区域为低振幅反射区；

红色区域代表高振幅、高介电常数反射区

图 4： 防水层状况分布图

钢筋状态评估

本次检测虽未能启用自动化病害分析模型，但通过人工判读方式对雷达信号衰减特征进行分析，仍成功识别出多处局部风险区域：

探地雷达剖面显示，钢筋网边角位置的反射信号出现骤然衰减甚至消失的现象。针对该异常特征，存在两种可能的成因解释：其一，局部混凝土内部渗水对雷达信号形成了屏蔽效应，导致反射能量显著降低；其二，钢筋本身可能已出现早期锈蚀劣化，改变了其电磁反射特性。上述两种情形均需结合后续验证手段进一步判别，但无论何种成因，该区域均应列为后续养护重点关注的对象。

图 5：桥梁跨中钢结构雷达图

综合判定：桥面板混凝土及内部钢筋整体结构状况良好。基于雷达检测数据，无需实施成本高昂的全桥面重铺及防水层整体更换，针对性养护建议如下：

1.局部防水层修复：对桥梁西南端高饱和区段实施局部防水层更换，维修范围向东延伸至病害边界。

2.排水系统整治：改造西南桥台伸缩缝处排水路径，避免后续积水富集以及防水层过早脱粘失效。

3.局部钢筋复核检测：开展后续局部无损检测或定点开挖核查，确认疑似钢筋锈蚀区域实际劣化程度。