随着交通事业的发展, 桥梁外观检测由原先的人工攀爬、搭架子、桥检车到现在的桥检无人机系统, 每一次进步都标志这我国交通技术的发展与进步。每一次进步都是一次革新, 都会给社会带来更好的经济效益。

一、 传统的桥梁检测手段的局限性

 

桥梁结构是一种大型的土木工程结构,因荷载作用、疲劳与腐蚀效应、材料老化以及缺乏及时的维修,使用期内不可避免地产生损伤累积、抗力衰退而影响结构寿命,甚至导致突然事故。为防止事故的发生,对已建成和正在使用的结构和设施采用有效手段对其安全状况进行检测、评估、识别、控制和修复损伤显得很有必要。通过桥梁检测,我们可以确保桥梁的使用安全;及早发现桥梁病害及异常现象;为桥梁的维修养护提供科学依据,以适时采取合理的维修加固方法,延长桥梁的使用寿命、提高其承载能力,降低桥梁的维护费用;考察桥梁是否能满足将来运输量的要求;为桥梁设计、规范修订和完善等提供依据。

桥梁检测主要是对其外观和结构性能进行检查评定,通常对结构的性能的检查是通过一系列的力学试验完成,而对其外观的检查主要依靠肉眼或者辅助工具(如桥检车、望远镜等)来检测桥梁主要构件是否出现裂缝、开裂破损、露筋锈蚀、支座脱空等病害。对于特殊结构桥梁(如斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥等)或者大跨高墩桥梁来说,传统的检测工具基本无法派上用场,只能回归人工检测的原始形态。如对斜拉桥拉索的检测,人工爬上拉索向下进行检测作业,不仅效率低、难度大、危险系数高,而且检测精细度远远不够,而无人机技术的应用,将在很大程度上解决了这一难题。

二、 桥检无人机优势

 

无人机在桥梁检测方面,目前可进行最高达0.1毫米的裂缝检测,在行业中属于领先地位。针对桥梁的钢索、桥墩、桥墩支座、桥塔、桥腹等部位及螺栓脱落的检测,无人机具备诸多的优势:

(1)无人机可以直接到达检测部位,无需其它辅助措施,节省费用;

(2)检测桥墩、桥座、桥腹等危险场所,无需搭架或者吊篮配合人员检测,极大地提高了安全性;

(3)对于部分无法企及的桥腹、拉索等部位,无人机可以抵近观察了解更多细节;

(4)在桥梁日常巡查时,尤其是城市桥梁,无需封闭道路中断交通; 

(5)在天气情况允许的前提下,实施检测桥梁具备较高的及时性;

(6)无人机起落受场地限制较小,一块开阔的场地甚至无需场地就可以进行起降,另外对桥梁检测时,只要操控人员在地面对无人机进行遥控即可,大大的降低了作业的难度。

 

 
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三、   成功案例——温州某大桥

 

2019年5月25日,杰创天成工作人员前往温州,对温州某大桥进行表面缺陷检测,共计2座主塔和176根斜拉索。

通过对桥梁斜拉索外侧、塔柱表面全覆盖检查,查明各部位表面现状,提取损害情况并确定其所在位置,为桥梁后期运维安全提供依据。

 

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(一)检测前流程规划

 

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1、斜拉索分区,确定外业方案

通过斜拉索结构进行分区分根拍摄,从而达到对斜拉索进行全覆盖的影像获取。

2、现场勘测确定无人机检测路线

3、无人机进行视频图像获取

在距离斜拉索5至10米处对每根斜拉索的内外两侧进行匀速飞行,录制视频,并进行斜拉索编号与视频的一一对应。

对于塔柱的数据获取,通过驾驶无人机从塔柱底部缓慢向塔顶飞行,获取各个面的高清照片及视频。

4、对获取的视频及影像进行损伤的提取及标注

对获取照片运用飞测软件进行拼接合成,建立模型,检查桥梁斜拉索及塔柱外侧损害情况;用影像标注拉索裂痕位置,通过裂缝分析软件对所获取的影像进行缺陷的自动提取及量算,并通过模型进行缺陷定位。

 
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(二)现场检测

本次检测历时9个工作日,我们分别用Falcon 8,自主研发无人机飞测JT6和大疆精灵4Ppro进行多次数据采集,使用高重叠度向下倾斜和水平横拍的方式进行数据采集,采用联合作业建模的工作模式。

 

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我们共派出1名操作手,1名观察员,两名工作人员在七级风下连续采集数据6天,后处理时间3天,工作高效精准。

 
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(三)检测结果

本次检测斜拉索176根,塔柱2座。通过对斜拉索表面的检测发现外套划痕,外套破损,外套损伤,表面锈蚀,表面破洞,表面脱落6类斜拉索病害,通过对塔柱表面的检测发现渗水,裂缝,表面脱落,表面破损,水泥脱落,表面开裂6类塔柱病害,为大桥的后期运维安全及修缮提供可靠依据。

 

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四、   结语

 

无人机在桥梁外观检测中的应用对桥梁检测及养护具有划时代的意义。利用无人机系统进行桥梁检测可以节约成本提高效率, 可以给社会带来较大的经济效益。无人机进行桥梁检测可以降低人工检测的风险, 同时可以提高高危隐蔽部位病害的检测覆盖率, 使桥梁检测更加全面不留死角, 为桥梁养护提供更加准确全面的检测资料。