[发明专利]桥隧病害非接触检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种桥隧病害非接触检测系统及检测方法，解决传统人工接触式挠度测量效率低，裂缝跟踪测量无有效手段等方面的弊端，为桥梁结构检测技术智能化提供支持，其技术方案要点是包括非接触检测仪、激光投射子系统、以及用于处理测量数据并呈现数据处理结果的数据处理器，采用图像获取以及图像处理的方式，对桥隧裂缝及挠度进行检测。

技术领域

本发明涉及土木工程利用摄影测量技术，应用到工程实体维护的检测技术领域，特别涉及桥隧病害非接触检测系统及检测方法。

背景技术

我国是一个多山的国家，为了提高公路、铁路运输的经济时速，在山地等区域建设公路通常会采取桥梁、隧道的形式。截止到2013年末，我国桥梁隧道等已经超过73万座，总长度居世界第一，我国也成为世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。然而随着交通运输业的快速发展，尤其是超限(超重、超高、超宽、超长)车辆的激增，严重威胁到桥梁与隧道的安全，随之而来的坍塌事故近年来时有发生，造成人民财产和生命的严重损失。

当前桥梁常见病害分别有以下几个方面：不同部位出现裂缝；混凝土强度不均匀；混凝土渗水；露钢筋及锈蚀；梁的拱度过大、过小(预应力过大、过小)；预应力孔道压浆不饱满，钢丝锈蚀；梁体冻裂等。如不及时检测和发现将会带来严重后果。

目前，国内对隧道的病害检测大多采取人工检测，利用桥梁检测车等平台将检测人员输送到桥梁结构表面，由人工肉眼对桥梁表观的裂缝、空洞与锈蚀等进行观测与识别，并借助便携式仪器进行裂缝宽度、长度等测量。靠人工目测观察方法，把隧道关闭，然后开一台带升降机的车，把人升到6～7米高的隧道顶上，拿锤子一点一点地敲，听声音或者打孔，看里面有没有空洞，大约1公里的隧道，要20人耗时4小时才能完成检测。

传统检测技术存在缺陷：1、人工长时间高空作业，客观性差，长时间高空、仰视作业人员易疲劳；2、检测平台占用行车通道，影响交通；3、高耸结构与隐蔽部位难到达，适应性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供桥隧病害检测系统及检测方法，解决传统人工接触式挠度测量效率低，裂缝跟踪测量无有效手段等方面的弊端，为桥梁结构检测技术智能化提供支持。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种桥隧病害非接触检测系统，包括非接触检测仪、激光投射子系统、以及用于处理测量数据并呈现数据处理结果的数据处理器，非接触检测仪包括高清数码相机、长焦数码相机、无棱镜激光测距仪、数控云台与支架；

其中，长焦数码相机与高清数码相机相连接，用于获取远距离结构表观图像；

数控云台安装在高清数码相机下方，用于供高清数码相机获取桥隧的不同部位的图像以及空间角度信息；

无棱镜激光测距仪用于测量被检测对象物理距离；

激光投射子系统包括激光指示器阵列、高精度控制云台与高稳定性支架；

其中，激光指示器阵列用于在桥梁表面投射若干空间位置固定的激光指示点，通过高精度控制云台的水平与竖向旋转动态调整激光点位置，高稳定性支架用于支撑激光指示器阵列。

通过上述设置，在桥隧荷载试验中，在无需搭设施工平台、无需到达桥梁表面进行棱镜与应变传感器安装的情况下进行桥梁多点变形与裂缝宽度、长度跟踪测量，可提高荷载试验的工作效率。

作为本发明的具体方案可以优选为：还包括无人机系统，无人机系统包括四旋翼遥控机、增稳云台、无线图传通信模块以及高清相机；高清相机通过增稳云台安装于四旋翼遥控机上，高清相机电连接无线图传通信模块，无线图传通信模块与数据处理器进行图像数据传输。

通过上述设置，采用无人机系统，可以近距离拍摄桥隧图像，可以远程遥控，避免拍摄死角，使得桥隧图像的获取更加全面。