无损检测在桥梁连续梁支座老化检测中的超声与红外对比

桥梁连续梁支座是连接梁体与墩台的关键受力构件，承担着传递荷载、适应梁体变形的核心功能。随着服役年限增长，支座易因材料老化、环境侵蚀出现密封失效、橡胶开裂、钢板锈蚀等缺陷，若未及时检测会引发梁体沉降、结构开裂等安全隐患。无损检测技术因无需破坏构件即可识别缺陷，成为支座老化检测的核心手段。其中，超声检测与红外热成像检测应用最广泛，二者在原理、适用场景及检测效果上各有特点，本文结合实际应用对比分析其优劣，为工程实践提供参考。

桥梁连续梁支座老化的典型缺陷类型

连续梁支座多为橡胶支座（如盆式、板式），老化缺陷源于材料退化与环境侵蚀。一是密封失效：密封胶条受紫外线、雨水浸泡开裂，水分或杂物进入内部加速橡胶老化；二是橡胶本体老化：橡胶分子链断裂导致弹性下降、硬度增加，表现为表面裂纹、厚度减薄；三是钢板锈蚀：内部加劲钢板因密封失效接触水分，氧化锈蚀后与橡胶层脱粘；四是支座偏移：橡胶老化使承载能力下降，梁体荷载不均引发水平或竖向偏移。这些缺陷若未及时发现，会逐步扩大并威胁桥梁安全。

以某城市环线桥梁的板式橡胶支座为例，服役12年后检测发现：20%支座密封胶条开裂，内部橡胶因进水出现蜂窝状空洞；15%支座橡胶表面有深度超2mm的裂纹，硬度较新支座高30%；部分支座加劲钢板边缘锈蚀，导致橡胶与钢板粘结力下降25%。这类缺陷需通过无损检测精准识别。

超声检测在支座老化检测中的原理与实践

超声检测基于“声波反射法”：高频超声波（2-5MHz）通过探头耦合到支座表面，遇到材料界面（如橡胶与钢板、内部缺陷）时反射，反射波被探头接收后转化为波形信号，检测人员可根据波形振幅、位置判断缺陷位置与大小。

在支座老化检测中，超声的核心应用包括：一是橡胶厚度检测，通过声波传播时间计算厚度（如板式支座设计40mm，实测35mm说明老化减薄）；二是内部缺陷识别，若橡胶内有空洞，反射波会出现高振幅信号（如某支座15mm深度处出现尖锐峰值，凿开验证为直径5mm空洞）；三是钢板脱粘检测，脱粘处声波全反射，导致底面反射波消失或振幅下降。

操作细节直接影响准确性：需选与橡胶匹配的探头（常用3MHz直探头）；耦合剂用甘油或专用介质（避免空气影响声波传递）；探头以2-3cm/s匀速移动，覆盖整个表面。但超声对表面浅裂纹（≤1mm）灵敏度低，易漏检；且单支座检测需15-20分钟，不适用于大面积快速扫查。

红外热成像检测在支座老化检测中的原理与实践

红外检测利用“温度场差异”：物体表面温度与内部结构相关，缺陷会改变热传导特性，形成异常温度区。红外热像仪接收红外线，将温度转化为热像图（红高温、蓝低温），通过颜色差异识别缺陷。

其优势在于快速识别表面/近表面缺陷：一是密封失效检测，开裂处进水会呈现低温区（如某支座密封处蓝区直径10cm，拆开发现积水50ml）；二是橡胶老化检测，热氧老化放热使老化区温度高1-2℃，呈现淡红斑点；三是钢板锈蚀检测，锈蚀放热使对应表面出现高温点（如某盆式支座底部中心高3℃，验证锈蚀面积20%）。

操作需注意环境：需在无阳光、风速≤2m/s的环境（夜间/阴天）检测，避免干扰；检测前静置30分钟让温度稳定；热像仪分辨率（如320×240像素）影响精度，高分辨率可测0.5mm表面裂纹。但红外无法检测深层缺陷（≥5mm空洞），对轻微老化（温度差异小）需其他方法验证。

超声与红外检测的核心参数对比

检测深度：超声可穿透20-80mm橡胶，测内部缺陷；红外仅测≤5mm的表面/近表面缺陷。如钢板脱粘（深度10mm），超声可识别，红外无法检测。

灵敏度：超声对内部小缺陷（直径2mm空洞）灵敏，但对表面浅裂纹（≤1mm）差；红外对表面缺陷（0.5mm裂纹）灵敏，对内部小缺陷差。

环境适应性：超声受环境影响小（晴雨均可，只要表面干燥）；红外需无阳光、低风速，否则易误判（如夏季晴天阳光直射会导致温度不均）。

操作与效率：超声需专业人员（解读波形，培训1个月），单支座15-20分钟；红外操作简单（培训1周），单支座2-3分钟，适合大面积筛查。

实际工程中的超声与红外互补应用

某城市快速路桥梁检测中，先用红外扫查120个支座（2小时完成），发现15个密封异常。再用超声详细检测：10个内部橡胶空洞（5-10mm）、3个钢板脱粘、2个仅密封开裂。红外快速缩小范围，超声精准定位，大幅提高效率。

某跨河桥梁检测，超声发现5个支座橡胶从40mm减至32mm，但无法判断原因。红外检测发现这5个支座表面有淡红高温斑（橡胶老化放热），结合超声数据判定为热氧老化导致收缩。更换时拆开验证，橡胶内部有老化裂纹，与结果一致。

这些案例说明二者是互补关系：红外快速筛查表面缺陷，超声精准检测内部缺陷，结合可全面识别各类老化问题。

超声与红外检测的适用场景选择

需根据检测目标选择：测内部缺陷（空洞、脱粘、厚度减薄）选超声；快速筛查表面缺陷（密封失效、表面裂纹、老化放热）选红外；全面评估则先红外扫查，再超声详查异常支座。

如桥梁定期检测（每年1次），先用红外2小时完成100个支座扫查，再用超声分析异常支座，既高效又精准。若长期跟踪橡胶厚度（每年测1次），超声精度高（误差≤0.1mm）更适合；若测密封胶条开裂，红外快速灵敏更优。