橋梁養(yǎng)護是公(gōng)路養護中的重要一環,但因為橋(qiáo)梁構件數(shù)量繁多且不宜直接觀測,檢測橋梁病害一直是一項(xiàng)“苦(kǔ)差(chà)事”。
傳統橋梁病害主要依靠人工裸眼或使用橋梁(liáng)檢測車輛檢測。這些檢測方法或費時耗力或成本頗高,同時還存(cún)在一(yī)些安全隱(yǐn)患。在如今(jīn)凡事講求效率的大環境下,橋梁檢測技術將勢必迎來一場“改革”。
在諸多新興的橋(qiáo)梁檢測技術(shù)中,機器人技術無疑(yí)是奪人眼球(qiú)的一個。這些(xiē)檢測機器人上能登天,下可潛水,還會飛簷走壁,可謂“無所不能”。向大家簡單介紹下橋梁(liáng)檢測機(jī)器人(rén)的十八般武藝。
一、什麽是(shì)橋梁檢測機(jī)器人?
橋(qiáo)梁檢測機(jī)器人實際上是一(yī)個可以在橋梁各結構間靈活移動的工作平台,其(qí)上(shàng)集成一係列傳感器並搭載視覺檢測裝置。
通過無線遙控器遠端(duān)控製,機器(qì)人回傳檢測圖像(xiàng)至地麵工作(zuò)站,上位機圖像處(chù)理程(chéng)序在線識別橋梁裂縫特征信息,由檢測人員或電腦(nǎo)評估危害等級,指(zhǐ)導工程技術人員進行相應的維護措施。
二、為什麽(me)需要橋梁機器人?
經濟(jì):節省(shěng)傳(chuán)統橋檢方式(shì)中的人工費用和檢測車輛費用
高效(xiào):機器人能更方便快速地到達一些橋檢人員的不易到達的橋梁死角,如斜拉橋懸索橋的纜索上部,橋墩與梁的間隙(xì)等
準確:人(rén)眼識別橋梁病害的準確度會受到橋檢人員的精神(shén)狀態影響,機器人可不會累
安全:避免了橋檢人員在檢測過程中的一些可能事故
三、都有哪些橋梁機器人?
對斜(xié)拉橋來說,索塔承載了整座橋梁的(de)大(dà)部分荷載,索(suǒ)塔的(de)塔壁會因材料或者環境因素出現裂縫,其健康狀況直接影響(xiǎng)橋梁的安全(quán),但麵對兩三百米高的索塔,現有的檢測技術都難以(yǐ)到(dào)達高大索塔的各個部位(wèi)。但這些困難,在“斜(xié)拉橋醫生”麵前都不是問題。
這個橋梁機器(qì)人的真麵(miàn)目是一套高大索塔裂縫檢測裝備,能根據索塔的大小(xiǎo)調節自(zì)身大小,並且可以載人到索塔(tǎ)頂部(bù)進行人(rén)工檢(jiǎn)修。
“斜拉橋醫生”載著高清攝像頭,可以在索(suǒ)塔上上下(xià)活動掃描,獲取索塔表(biǎo)麵裂縫圖像,然後利用數字圖像成像係統對裂縫區域進行影像攝取(qǔ)和分析,獲得(dé)裂(liè)縫的影像(xiàng)寬度、長度和走向等信息(xī),甚至可以分辨小於0.1毫米的裂紋。
該成果(guǒ)目前已完成室內試(shì)驗,並運用於廣西外環高速公路的大(dà)衝溝大橋(qiáo)高大(dà)檢測索塔裂縫檢測工作(zuò)中,獲得了驗(yàn)收專家組的一致肯定。
四、這個機器人(rén)會“飛簷走壁”
高架橋壁麵(miàn)缺陷檢測機器人是國內首台(tái)“橋梁檢測爬壁機器人”。
這個長寬都在20厘米左右的“綠(lǜ)盒子”體重不到1.5公斤,它帶著(zhe)一對長長(zhǎng)的“大觸(chù)角”,拖著四個輪子,通過無線控製設備,能以每分(fèn)鍾8米的速度在二橋拉索的高塔上慢慢爬行(háng),苗條的身材讓他可以鑽到大橋的橋墩間,在這個人無法涉及的部位細細巡查。
別看它(tā)個頭小,功(gōng)能卻一點都不少,它具有密封吸附(fù)裝置、移動機構、通訊控製和病害檢(jiǎn)測四個(gè)子係統。其中密封吸附是關(guān)鍵技術,通過地麵遙控裝(zhuāng)置發送的指(zhǐ)令,小家夥(huǒ)內的離心泵體高速旋轉,排出密封腔(qiāng)的氣體,外界的大(dà)氣壓(yā)強大於密封腔內(nèi)壓強後就(jiù)讓它(tā)能緊緊壓在橋梁壁麵上。
它的“大觸角”是病害檢測係統,讓它能時刻注視搜尋著橋(qiáo)梁上(shàng)任何有潛在危(wēi)險的地方,並通(tōng)過無(wú)線網絡將檢測(cè)圖像傳輸至地麵,給工作人員提供了第一手的資料。
五(wǔ)、檢測水中橋(qiáo)梁的“潛水機器人(rén)”
目前國內對橋梁結構地麵部分的(de)檢(jiǎn)測已經相對成熟,0.1毫米的裂縫都能發現,但水下部(bù)分的檢測尚處於探索階段,主要通過潛水員攜水下攝像設備人工檢測,整個過程非常繁瑣。相比之(zhī)下國外技(jì)術更加成熟。
這些小機器人(rén)看起來小巧玲(líng)瓏,重不過三四斤,自帶一套360度視角(jiǎo)的高清水下攝像係統,最大下潛深度300米,能承受的最大水壓相當於(yú)30個大氣壓。其檢測效率也非常高,一座普通(tōng)的公路橋,十來(lái)個橋(qiáo)墩的檢測,水下機器人8小時(shí)能完成工作,但人工檢測得持續好幾天,還容易因為潛(qián)水員與公路專業人(rén)員溝通不充分而遺漏病害情況。
暴雨後橋梁(liáng)的水下墩柱容易出現因急流衝刷而掏空傾(qīng)斜的險情,水下結構隱患排查不容(róng)忽視。目前這些小機器人還(hái)隻(zhī)能(néng)通過詳細拍(pāi)照發現墩柱結構破(pò)損(sǔn)、鋼筋外露等(děng)病害。下一步養護集團準備為水下機器人搭載聲呐定位、激光探測等(děng)高科技裝備,以進一(yī)步提升橋梁水下結構(gòu)檢測的精(jīng)準度。
如今橋(qiáo)梁(liáng)檢測機器人已經不再是一個新鮮名詞,各大科研機構和路橋養護部門都在加緊相關的(de)研究開發和應用測試。除了上麵介紹的三種檢測機器人,還有基坑檢測機器人,ATR測量機器人、蛇形機器人等諸多類型。
相信在不遠的將來,檢(jiǎn)測機器人技術的發展(zhǎn)將大(dà)大提升橋梁(liáng)養護(hù)的(de)效(xiào)率,讓這個“苦差事(shì)”變得(dé)輕鬆起來。