新型无人机检测技术在桥梁检测工程中的应用

新型无人机检测技术在桥梁检测工程中的应用

江志敏

长沙理工大公路工程试验检测中心，湖南 长沙 410000

摘要：桥梁本身具有很大优势，与以往的钢筋混凝土结构桥梁相比，具有高强度的材料，在塑性以及韧性方面非常好，同时，其抗震性能突出，能够实现循环利用等等。将其应用到桥梁施工中，非常方便，可以有效提高施工效率，在铁路、高速公路等工程建设中得到了充分应用，推动了桥梁的飞速发展，为城市建设与发展提供了有力支撑。与此同时，对于新型无人机检测技术在桥梁检测工程中的应用相关分析，并提出具体应对措施。基于此，本篇文章对新型无人机检测技术在桥梁检测工程中的应用进行研究，以供参考。

关键词：新型无人机检测技术；桥梁检测工程；应用

引言

桥梁是我国交通基础设施中的重要组成部分，其安全性关乎线路畅通及人民财产安全。我国公铁桥梁总数已超过100万座，每年还将以2万～3万座的速度递增。随着桥梁跨径不断增大、车辆行人密度的增加、自然灾害的发生及部分桥梁老龄化，桥梁的安全问题已逐步引起人们的重视。

1桥梁检测的必要性

1)保证工程质量。桥梁工程建设中，原材料质量直接影响着工程整体质量，进而影响着桥梁质量。技术与设备也是影响工程质量的关键因素，通过试验检测工作的开展，能够从各环节入手加强质量控制，为桥梁工程建设质量提供保证。2)提供方向指导。桥梁工程建设具有一定复杂性，所涉及内容多且广，结构建设离不开技术支持，通过试验检测工作的开展能够防范误差。尤其是新标准、新技术条件下，仅仅依靠经验无法保证工程建设进度与质量，而通过试验检测以数据化方式了解工程各环节具体情况，可以为工程建设提供方向指导，促进工程整体质量控制的实现。3)推进工程进度。桥梁工程建设中，通过试验检测工作能够对各项质量影响因素进行把控，以试验检测结果依据，为工程建设提供保障，促进工程整体建设效率的提升，工期也得以合理缩短。

2存在的问题

2.1传统检测方式

1)采用传统的人工检测方法，昼间拱圈上部检查需3．5h，而拱圈下部使用检查车，存在安全风险。桥面系结构和附属设施仅能在夜间天窗进行检查，受视线影响，存在漏检及检查效果不佳等问题。并且检查车年久老化、锈蚀损坏，影响作业安全。(2)传统的桥梁检测方法主要基于人工检测，如搭建脚手架、挂篮或使用专门的桥梁检测车，对于大型桥梁，由于体型巨大、环境险恶，传统检方法危险系数较高。近几年新材料和传感技术快速发展，结构健康监测技术得到了较好的应用。桥梁监测是在桥梁的关键位置安装相应的传感器，并利用其实时监测桥梁健康状态的一种方法。桥梁监测在较多情况下只能反映桥梁的状态，并不能直观地反映桥梁病害的具体参数。新型无人机技术的出现为桥梁检测提供了新的方案，利用其成本低、灵活性高的优势与图像智能检测技术，不仅能够提高检测效率，而且可实现桥梁病害的智能检测与识别。

2.2桥梁检测中的不足

1)部分工作人员态度不积极。当前桥梁检测工作中，部分工作人员的工作态度不够端正，并未对试验检测工作的必要性形成正确认识，并未严格依照制度规范开展试验检测工作，自身职责履行不到位，工作懈怠的情况经常出现，导致试验检测结果的可靠性不足，无法真正反映出桥梁工程质量，试验检测的作用无法得到充分发挥。2)采样工作不够规范。桥梁检测工作中，采样工作的规范性不足，所选取样本可能不符合桥梁施工质量，而监管不到位，则必然会对试验检测工作产生强烈负面影响。部分试验检测单位的资金不够充足，试验检测的科学性无法保证，桥梁工程也存在极大的安全隐患。

3新型无人机检测技术在桥梁检测工程中的应用分析

3.1新型无人机检测技术

3.1.1异形检测无人机

这种无人机结构比较特殊，主要检测桥梁的外部结构。在异形检测无人机的使用中，主要有以下几点优势：首先将2只固定臂放在无人机的前段，方向向前，随后在固定臂上装置舵机或者滑轮，随后在所搭载的两只固定臂中间安装影像设备，以解决传统无人机难以实施垂直面覆盖拍摄的问题；再次采用八轴的飞行动力系统形式，这样可以在一些强风天气下对无人机飞行方向进行无障碍调整；同时需要注意的是，要将防护网覆盖在旋翼的顶端，这样就可以紧贴桥底进行拍摄。本论述所提出的飞行器形式是大疆A3飞控，并且为其配备了三套GNSS与IMU模块，可以根据软件设备来实现6路导航，飞行精度缩小到1cm以下，并且有着十分强力的抗磁干扰能力，为实时有效拍摄奠定技术基础。

3.1.2中继无人机

中继无人机是为了避免在桥底检测过程中信号丢失或者受到强烈磁场干扰期间，拍摄精度受损，因此其可以增强GPS信号，并且可以精准提供磁罗盘校准作业。

3.2检测方法

首先派出两名专业人员控制机身和摄像头，明确与控制无人机在进行数据采集过程中整体机身的重量，无人机需要平稳放置，将各个系统进行调试，保证开机正常运行，在同一指令调度下进行飞行，飞行期间结合所检测对象的不同以及各个检测对象的差异性，控制不同的安全距离，根据现场工程的实际情况进行分析。对于无人机的空间位置信息要求，需要将现拍摄的实时画面显示在系统监控屏幕上，根据监控对桥梁检测的部位进行初步分析，观测其是否存在病害问题，然后由检测人员控制无人机的位置，在一些需要和检测的局部位置进行悬停，高清拍摄后继续前进。无人机所采集的数据，一般都需要存储在无人机本身上，避免飞行距离过程中无线传输期间数据损失。

3.3结果分析

精细化实景三维模型建立后，管养部门可利用裂缝提取软件进行裂缝的自动提取及其他缺陷的量化计算，辅以桥梁模型对裂缝宽度、长度、位置信息进行汇总，最终出具检测报告。原本极难检测的桥底，现在也可通过模型确定桥底缺陷类别、大小及位置。相对于传统的检测方式，不仅从检测成本、检测效率上有明显的提升，同时也保证了检测人员的作业安全，对于交通的影响也得到了显著的改善。裂缝及其他缺陷的自动提取、自动量算则是检测方式的重大变革。同时，对于桥梁养护及病害情况的掌控也有了充分的保障。

3.4明确试验检测目标

桥梁工程检测质量控制首先需要明确目标，要求检测人员能够针对检测需求进行细化，以便为全面掌握后续工作目标，按照合理规划开展检测任务，避免出现较为严重的检测漏洞。因为当前桥梁工程应用类型诸多，这也就需要针对这些繁杂材料进行逐一理清，结合施工材料采购和入场计划，合理设定各类施工材料的试验检测任务，进而编制整体试验检测计划方案，用以指导后续试验检测工作开展。在确保各个批次施工材料都能够得到兼顾后，往往还需要重点考虑到不同施工材料的检测要求，对于各具体性能指标进行深入分析，进而为试验检测方法的选择提供参考依据。

4 结束语

总而言之，桥梁检测工作非常重要，对整个桥梁施工起到重要影响，需要提高重视。所以，需要根据工程实况分析出相应的检测工作重点、难点，并制定出具体的可行性检测方案、解决方案，保证施工质量。

参考文献

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