桥,是人类智慧的结晶,它给人们带来交通的便利,并给人以美感。自古以来,人们对于桥的赞美数不胜数:骆宾王的“云气横开八阵形,桥形遥分七星势”;苏轼的“弯弯飞桥出,敛敛半月彀”,毛泽东挥笔写下的“一桥飞架南北,天堑变通途”的豪迈诗篇,更是将大桥凌空的宏伟气势、建桥者的伟大及一桥贯通大江南北的历史意义描绘得淋漓尽致。
作为世界桥梁大国,截至2020年末我国已建公路桥梁91.28万座、6628.55万延米,比上年末分别增加3.45万座、565.10万延米,其中特大桥梁6444座、1162.97万延米,大桥119935座、3277.77万延米。此外2.2万公里的高速铁路中,高铁桥梁的累积长度超过线路总长的50%。今天,“中国桥梁”已经成为国际上一张闪亮的名片。
桥梁对跨越山水起着举足轻重的作用,每一次跨越山水都依靠建设者们血汗浇筑和建桥技术的进步与创新。然而,由于桥梁长期受车辆动力荷载下会产生疲劳,影响桥梁结构耐久性。国家相关政策规定所有桥梁至少每三年必须进行一次外观缺陷检测,每八到十年进行桥梁的全面检测。结构质量良好的桥梁也至少每三年检测一次。目前中国40%的桥梁已经进入使用超过25年的老龄期,存在一定的安全隐患需要进行检测。而且随着交通量不断增加,重载和超载严重,桥梁安全问题将越来越突出。
目前常见的传统桥梁检测方法主要有以下几种:
1. 使用爬梯或搭架子的方法,人工目视观察。由于桥梁一般都建在大江大河或山谷中,所以检测人员难以到达桥梁底部,而且这些地方也存在高空作业危险,实施难度大。
2. 将桥梁检测车开到桥面上,通过伸展出的支架,工作人员爬上工作平台,然后缓缓降到桥面下,对桥梁进行检测。这种检测方法动辄就要占用几股车道,检查速度慢,工人的安全也面临风险。
3. 采用人工望远镜或高倍望远镜对桥梁进行远距离观测。由于距离检测目标较远,不易发现桥梁裂缝、结构件脱落等病害,且病害不易准确定位和描述,也存在检测盲区,导致检测人员工作量巨大。
传统方法的弊端:传统检测手段方法存在局限性和检查盲区,检测范围不够全面细致、阻塞交通、作业效率低下、成本高昂、难度大、检测人员存在人身安全隐患等等。
现在有一种新的以无人机为载体、人工智能为核心的桥梁智能检测技术,已经获得多项相关专利发明和软件著作权,并在南水北调等多个大型项目中已成功应用。
针对桥梁底部GPS信号弱、磁干扰、气流紊乱等诸多问题,珈鹰采用自主研发的无人机融合室内定位UWB和北斗/GPS定位技术,搭载高清工业相机,实现对桥梁底部、支座、桥塔、桥索等部位全覆盖、自动化、高分辨率的图像采集;
通过自主研发的智能识别与测量软件对高清图像进行自动化处理,可将裂缝等缺陷的大小及位置直观展示在重建的三维模型上,实现检测结果可视化;
基于私有数据云平台,搭建桥梁病例库,跟踪桥梁缺陷演化趋势,可为桥梁运行维护提供决策支持。
无人机桥梁智能检测方法特点
(1)全覆盖、无死角:无人机依据规划好的航线自主飞行采集数据,可对桥梁底部、桥墩、支座、侧面、桥塔、桥索等部位的外观进行全面高清图像采集;
(2)高效率、智能化:将“面面俱到”的已采集高清图像,利用自主开发的智能识别测量软件进行智能、高效处理;
(3)高精度、定量化:基于采集的高清图像重建三维模型,并定量标示出各类缺陷的大小及位置,其中裂缝精度达到0.2mm;
(4)云平台、可视化:独立的大数据云平台,可实现桥梁缺陷与病害的可视化、可追踪;帮助全面感知和监测桥梁健康状态,为桥梁安全运行和养护管理提供科学数据支撑。
(5)高安全、低成本:只需飞手在地面对无人机进行观察和遥控即可,避免了人工检测的危险,提高了作业的安全性,而且同时节约了检测成本。
随着人工智能、物联网技术的不断发展和进步,未来智能化的桥梁检测方式必将得到更为广泛的应用,为桥梁管养和保障桥梁安全运行提供更多依据。