海洋环境下桥隧结构腐蚀监/检测技术进展

摘要

[背景]腐蚀是海洋环境下桥梁与隧道工程常见的失效破坏方式之一，对腐蚀状态的监/检测，有助于对桥隧结构的安全性能进行评估.[进展]本文对海洋环境下桥隧结构腐蚀监/检测常用的电化学方法和物理方法进行了总结，分析了各类方法的监/检测原理、研究进展和应用.电化学方法主要有半电池电位法、线性极化法、电化学阻抗谱、混凝土电阻率法、宏电池电流法、电化学噪声和电化学多功能腐蚀传感器等.物理方法主要有电阻探针、声发射、超声检测、光纤传感监测、长标距光纤光栅传感腐蚀监测和基于计算机视觉与机器学习的腐蚀监测技术等.每种方法都有各自的适用范围和局限性.电化学方法根据周边混凝土环境中各参数的变化，间接地推断钢筋的腐蚀状况，一般给出腐蚀的定性信息.物理方法通过测定与钢筋腐蚀相关的物理特性变化，给出钢筋的腐蚀位置与程度，具有直接性与直观性.本文对平潭海峡大桥主桥墩进行腐蚀监测，采用了融合物理与电化学的监测方法，利用多功能电化学腐蚀探头实时监测6个电化学参数，根据参数的变化进行腐蚀预警；利用长标距光纤光栅传感技术监测宏应变，构建基于宏应变模态的腐蚀损伤指标，进行腐蚀定位与定量识别.物理与电化学方法融合互补，为平潭海峡大桥的腐蚀监测提供了技术保障.[展望]在复杂严酷的海洋环境下，对桥隧结构的腐蚀进行准确的监/检测还面临很多挑战.未来的研究方向应集中在：物理和电化学技术的综合应用；与计算机视觉、深度学习和机器学习算法等先进计算方法的协同结合；开发用于海洋环境下桥隧结构腐蚀评估的新型智能监/检测系统.

关键词

腐蚀监/检测 / 电化学方法 / 物理方法 / 融合方法 / 多功能腐蚀传感 / 长标距光纤光栅传感