无人机在桥梁检测中的应用

无人机在桥梁检测中的应用

乔磊

中交路桥技术有限公司北京市100018

摘要：我国的经济在飞速的发展，因此，桥梁的建设也在不断增加，而且对于运输行业来说，公路与桥梁的建设也在不断的增加。但是通过相关统计表明，我国大部分的桥梁都需要进行相应的检测，并且对其进行相应的改善。无人机在桥梁检测中得到了很好的应用，其不仅能够保证桥梁的质量，还能够保证其平稳安全的运行。因此，本文主要以无人机的检测系统组成以及其主要的工作原理，进一步分析和研究无人机在桥梁检测中的具体应用。

关键词：无人机；桥梁检测；应用

1桥梁检测

对于桥梁的建设来说，其主要是土木工程的一种相对比较大型的结构，由于其荷载程度相对较大，而且会产生一定的腐蚀作用，材料随着时间的推移也会逐渐的老化，相关的建设单位没有对其进行及时的维修和养护，在其运行的过程中就会产生很多的损害，进而对桥梁使用的寿命有一定的影响，产生安全事故。因此，为了进一步预防安全问题的产生，就要对已经建设完成以及运行中的桥梁工程进行相应的安全程度监督测量，并且对其相关的损害进行修复和保养。

对桥梁进行进一步的检查和测量，能够进一步保证桥梁在运行过程中的安全性，并且能够及时的对桥梁产生的病害等问题进行发现，并且能够保证桥梁在养护的过程中有据可依，对其选择合理的加固措施，进而对桥梁的寿命延长，促使其能够提升自身的承载力度，节约维修的成本，对桥梁的维护有着不可替代的作用，也为新型的桥梁工程设计提供了更加完善的资料。

在进行桥梁的检查和测量工作过程中，其主要的工作就是对桥梁的内部结构以及外部结构来检测和判定，对于内部结构的检测来说，大多数都是利用很多的力学试验进行检测的，相反，对于外部结构的检测来说，其主要是通过人们的目测或者各种外部工具对其主要的外观进行检测的，检测其外观有没有产生裂缝以及破损和腐蚀的情况。

然而相比于普通的桥梁结构来说，斜拉桥以及钢管混凝土拱桥等等都属于相对特殊的桥梁结构，因此，在检测的过程中无法利用传统的工具进行检查和测量，只能人为的进行检测，但是人为检测的过程中安全系数会相对降低，这就会导致精准度的降低，但是利用无人机的技术进行检测，不仅能够降低难度提升精准度，而且还能够保证检测工作者的安全。

2无人机桥梁快速检测系统组成及工作原理

在桥梁检测过程中利用无人机系统对其进行检测的主要组成系统分别是无人机和数据传输体系以及人物荷载和地面站等等组成。对于无人机来说，大多数都是利用平稳性相对较高，并且机翼相对较多的机器，这样能够保证收集数据和观测数据。对于数据传输体系来说，大多数都是利用其体系系统对信号进行控制，并且将检测的数据进行回传。对于地面站体系来说，其主要是对无人机的检测情况以及飞行的状况进行合理的监督和控制，这样能够对飞行的稳定性起到积极的作用，更容易对桥梁的问题进行明确。对于其余的设备来说，不仅包括维修保养的系统，还有相应的检测数据分析体系。在对桥梁进行检测的无人机与一般的航拍无人机相比，对桥梁进行检测的无人机更加稳定，并且拍摄的画面更加的清晰。

其主要的工作原理是利用无人机在高空的各个地点进行定点拍摄的优势，并且利用相对比较清晰的拍摄画面，在相应的地点对桥梁检测的位置进行相应的拍摄，其主要的拍摄数据储存在无人机中，在返航的时候通过相关的技术人员对其进行数据的分析。

4无人机在桥梁检测过程中新技术的应用

对于无人机来说，其能够在检测的过程中，进行定点的悬停检测，而且能够对画面进行实时的传送，与普通的无人机运用过程相比，其自身的优势相对较多：

在利用无人机的过程中，其自身的利用成本相对较低，而且自身具备的技术条件相对比较成熟，科学性相对较强，因此，在使用的范围中也相对较广，例如GPS系统以及无线电和数码照相技术等等都利用了此种专业技能，对于主题设备来说，其只要对其进行电池的使用，就不用产生其他的成本，这就对成本费用进行了降低

无人机能够定点悬停观测，实时传输画面，与常规检测相比，具有较多优势：

其一，在其运行的过程中成本消耗低，拥有技术的较为科学先进且成熟，应用的领域比较广泛，像无线电遥控和GPS导航以及数码影像等领域都应用了该技术，所有设备只需电池供电，没有额外费用，使用成本远低于桥梁检测车和搭架检测；其二，在其空中进行检查和测量的过程中，精准度相对较高。在无人飞机对其病害进行拍摄的过程中，其精准度相对较高，而且能够对桥梁中的大部分损坏情况进行精准的拍摄，而且对其检测的部位能够进行来回的拍摄；其三，在对其进行维修以及保养的过程中，其自身机体相对比较简单，而且具有一定的顺序性，能够在其运行的过程中具有一定的便捷性，利用相关的辅助工具进行拍摄也是非常方便的，而且对其发展也有着促进的作用；其四，利用的范围相对比较广泛，而且操作起来相对便捷，进而提升对桥梁的检测成效。

4.1桥面系的检查

城市桥梁桥面系主要为沥青混凝土材料，沥青桥面主要病害有纵、横向裂缝、坑槽、车辙、拥抱、沉陷等。无人机通过三轴电子陀螺、三轴加速度计、高精度数字气压计、精密电子罗盘、GPS天线及模块等各种传感器。定位在距桥面高度10m上空，飞行速度控制在每秒5米，通过双摄像头延桥梁中线对桥面系进行图像采集。巡检能力可见光成像质量在距离不小于10m处清晰分辨销钉级目标，而且具备遥控手动/自动对焦功能；并在一次巡检完成后自动记录轨迹，实现自主飞行自主采集。

4.2桥梁上部结构的检查

桥梁上部结构是桥梁的主要承重构件，它由梁、板等组成。其病害主要表现为表面裂缝、蜂窝、麻面、空洞、露筋、剥落、游离石灰、缝隙夹层等。无人机巡检主要是利用激光测距仪控制梁底板与图像采集设备的距离等距等比采集图像，对问题区域进行喷涂标识。其识别精度能达到亚毫米级。如果结合城市桥梁GIS系统的支持可以对实现无人操作自动采集数据，自动回传图像，自动识别缺陷区域

4.3桥梁墩台的检查

桥梁墩台的检查主要是检查墩台变位（沉降、位移、倾斜）。利用无人机携带的GPS、激光测距传感器结合在桥梁两端布设国家级永久水准点，观测墩台上埋置的水准观测点。得出位移数据与桥梁竣工数据相比较判断墩台位移趋势。该方法可以节省大量桥梁预设传感器的安装，节约开支及传感器的日常维护工作。墩柱垂直度的检测还可以采用无人机搭载垂直度检测仪的方法，对比竣工图文件等，确认结构基本尺寸是否正确和满足设计要求，取得的数据更加快速直观。

结语

综上所述，我国的科学技术不断的提升，航拍以及无线的技术也在不断的发展，无人机的桥梁检测技术相比传统的桥梁检测技术能够扩大检测的范围，并且能够节省成本，因此，在桥梁检测的过程中应用无人机的拍摄检测技术，能够进一步保证确定桥梁的病害，并且进行修复，进一步保证桥梁工程的安全性。

参考文献

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