科技成果

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成果名称: 桥梁隧道结构物外观快速检测系统研究

成果登记号: 9612020Y1025

第一完成单位: 长安大学

联 系 人: 周江峰

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 现代交通

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

本项目基于数字图像处理技术开发桥隧结构物的外观病害自动检测方法,并进行桥隧结构物裂缝识别和使用的可靠度的评估预测。

通过可靠、快速、非接触式桥梁隧道结构物检测系统,自动收集桥梁隧道结构物的表面特征、通过计算分析直接给出裂缝长度和宽度,通过图像拼接技术获得桥梁隧道相关部位的全景图,以便病害及时得到处理。

随着时间的推移,越来越多的桥梁隧道将达到或接近其设计使用年限,或因各种原因发生结构性缺损、老化。

因此,对旧桥梁隧道进行安全评估和研究剩余承载能力的鉴定方法和技术手段已经成为当务之急。

只有对这些旧桥梁隧道的整体和各组成部件进行检查、检测,经过计算分析,必要时还需辅以相关试验,才能对其病害情况、损伤程度有较全面的了解,并且对病害与损伤原因、现有承载能力、功能以及能否正常运营等做出鉴定,给出桥梁隧道安全状况的明确结论,同时还可提出需采取的措施及维修加固的建议。

这样才能彻底消除公路交通中潜在的隐患,避免重大灾难性事故的发生。

在公路建设中,桥梁隧道工程不仅规模巨大,而且技术难度相对较高,施工质量很难完全达到设计要求,通过对测试结果的综合分析,掌握桥梁隧道结构物的实际承载能力,确定桥梁隧道结构物的使用条件,提出桥梁通车后的养护措施,有效地保证桥梁隧道结构物的安全性与耐久性。

大多数桥梁的缺陷主要产生在桥梁底部,而大多数隧道缺陷主要产生在隧道的顶部,对这两部分的检测与维护保养非常困难和危险。

传统的检测方式是通过大型检测设备如桥梁检测车等机械臂将检测人员输送到桥梁底部或隧道顶部进行人工检测,对于较低的桥梁和隧道也可通过搭建脚手架接触缺陷本身。

这类检测方法存在着封闭交通或施工作业困难等缺点,尤其无法确保工作人员的安全,检测质量、检测效率也都难以保证。

此外,对于高墩、高塔等大型土木工程结构,接触式缺陷检测手段更是无法实施,也不容易连续记录桥梁隧道在使用期内出现的各种缺陷及缺陷的发展变化。

本项目就是在这种背景下,主要针对西部地区地理特征,研制开发一种快速、高效的非接触式智能桥梁隧道结构物外观检测系统,对人员和桥梁检测车不易到达的桥梁底部(裂纹、坑洼、剥落等)和隧道以及其他结构物进行基于图像识别技术的无损检测。

本项目主要创新点如下: (1)研发出适用于桥梁隧道行车道方向的高精度定位及自动拍照技术; (2)系统的研究了桥梁隧道结构物外观图像拼接及裂纹等缺陷病害的图像识别算法; (3)研发出一套高效、精确、成本低、能满足实际功能需求的检测设备。

随着经济的发展,很多大型重要桥梁都是超负荷运营,多数桥梁隧道都存在不同程度的结构性缺陷、损伤和功能性失效的隐患。

对桥梁隧道隐患进行有效的健康监测和诊断无疑已经成为结构灾害演化规律研究与安全保障的重要途径。

因此,为了保障桥梁隧道运营的安全性、完整性和耐久性,减少重大经济损失,避免灾难性的悲剧发生,同时也为了对现有桥梁隧道进行合理维修、减少维护费用,对已建成使用的和新建的桥梁隧道采用有效的手段进行健康监测和安全评估显得尤为必要和迫切。

目前,采用无损检测技术对桥梁缺陷进行检测和评估,尤其是针对现役桥梁隧道的维修养护、大中修任务等提供快速、高效、简单、经济的检测技术和手段,已成为土木工程领域的一个重要研究方向。

本项目的研究工作将在很大程度上对桥梁隧道缺陷无损和非接触式检测和评估技术,尤其是对将来的检测机器人的研制开发,打下坚实的理论基础。

由此可见,项目研究开发的桥梁隧道结构物外观快速检测系统将具有良好的经济效益和社会效益,并具有极大的市场空间。