探析无人机技术在桥梁养护检测中的应用-中国期刊网

首页 > 《工程建设标准化》 > 2022年12期 > 探析无人机技术在桥梁养护检测中的应用

（整期优先）网络出版时间：2022-09-22

作者: 唐寅

建筑科学 >建筑理论

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探析无人机技术在桥梁养护检测中的应用

唐寅

身份证号码440233199009282018

摘要：在市场经济发展下，对交通建设需求增多，各类交通工程项目增多，以此保障社会经济发展的需求。但是，交通工程一旦建设完成，需要进行长期使用，因其受到自然环境、车辆通行等因素的影响，其质量强度和稳定性会降低，威胁到通行车辆的安全。桥梁是我国陆上交通的重要组成部分，截止2021年底，全国桥梁超过80万座，特大桥梁有4000多座，大桥有80000多座，二者占比总桥梁长度超过60%。这些桥梁在长期使用中，会出现各类问题，加上桥梁数量逐年上涨，增大养护检测工作难度，影响到车辆通行的效率，导致交通服务水平下降。在科学技术发展下，无人机技术产生，为桥梁养护检测提供可靠途径。因此，为有效将桥梁使用中存在的质量和安全隐患清楚，应该借助无人机技术进行养护检测，有效提升工作效率，保障通行车辆安全。

关键词：无人机技术；桥梁；养护检测

引言：桥梁是我国陆上交通设施的重要组成部分，有效连接各个公路主干道，有效满足生活和生产的通行要求。在国民经济增长中，科学技术发展下，因其市场需求促使桥梁施工技术得到提升，更多更大更长的桥梁开始建立起来，满足区域通行要求。但是，桥梁类型发生变化，其养护检测工作就会越来越困难，以往检测主要依靠人工结合机械设备进行，工作效率非常低下，不能满足当前桥梁规模的要求。这要求在桥梁养护检测中，应该使用更为先进的技术，降低检测养护难度，提升检测全面性，才能保障桥梁质量和安全性。因此，应该加大无人机技术的使用，有效将桥梁养护检测工作在更短时间完成，还可以降低养护检测人员，有效节约养护检测成本，以此提升养护检测企业经济效益。

一、无人机技术检测设备或方法的优缺点和适用对比

表1 各类检测设备或方法的优缺点和适用情况对比

检测设备	优点	缺点
人工望远镜	对人工需求少，检测费用低；便于进行操作，不会影响到交通通行	和检测点相距太大，难以看出裂缝、部件缺失等问题，有着明显的检测局限
远程拍摄	对人工需求少，检测费用低；便于进行操作，不会影响到交通通行	和检测点相距太大，难以看出裂缝、部件缺失等问题，有着明显的检测局限
桥检车	能够实现近距离检测，精准判断病害，在设备检测范围内，能够将绝大多数病害找出	因检测范围大，精度高，耗费时间长，成本高，限制交通通行；还需要进行高空作业，存在较大安全系数；检测过程容易受到环境因素影响，对部分检测盲区无法发现病害
预置轨道视频检测	在设备范围内，实现了近距离检测	检测范围大，精度高，需要很长时间，成本较高；设备只能在一个地方使用，存在较多检测盲点
高倍望远镜人工	只需要很少人员就可以进行，不会对交通产生影响；只要检测环境适宜，基本上所有病害都能发现	在设备架设中，受到环境因素限制，导致检测盲点增多；检测范围大，工作量繁重；不能对桥墩位置进行检测
无人机检测	实现了定点检测，将检测画面实时共享；检测效率非常高，对人工需求少，不会对地面交通产生影响；能够对所有区域进行检测，检测成本非常低；安全度低，操作灵活简单	针对狭小位置无法检测，需要借助传统方式进行；不能实现全天候工作，续航时间短，直接受到天气环境制约

二、无人机在桥梁检测中的应用和发展

2.1无人机在桥梁检测中的工作原理及运用

该检测方法能够在桥梁任何检测点进行停留，使用专业性的拍摄设备，对需要检测区域进行拍照，将其存储在设备中，再后续技术人员将其上传到采集系统中，由专业人员根据定位、图片等对桥梁病害进行分析，确认危害程度大小。

重视基础工作，合理设置安全距离。检测中，使用无人机对相应位置实施检测。在实际操作中，第一，配备两个技术人员，一名人员负责无人机飞行，一名人员负责摄像机拍摄；第二设备会收集大量数据，但是应该关注到，在起飞开始前，需要对无人机各方面性能进行检测，确保其没有故障问题开始起飞。一旦无人机到达指令高度后，开始进行故障检测作业。在飞行过程中，需要和桥梁保持一定距离，以此确保设备使用安全。

桥梁病害情况收集。无人机设备在使用中，会和地面信息实现联动，但更多是发挥监控作用。通过对无人机拍摄后画面进行收集，将其传输到大屏幕中，由专业技术人员结合画面、检测位置等对危害情况进行判断。

一般情况下，都是无人机到达相应高度后，直接进行悬浮对指定位置进行排照，使用无线网络对相应的数据、信号等进行处理和接受，并且将其采集到的图片及时上传到系统中，为检测人员提供数据基础，也避免数据出现遗漏的情况。

2.2无人机在桥梁检测中的发展

现阶段科学技术不断发展，无人机被广泛用于桥梁检测中，并且是实际使用中，能够进行常态化检测、也可以实施特殊性检测，还可以对常见问题进行检测，这是检测工作都可以由无人机完成，有效提升桥梁检测效率，并且让保养部门掌握桥梁使用数据。但是，在使用无人机中，容易受到很多因素的限制，如操作故障、设备故障、人员因素、天气等，都会造成

采集后的图片无法到达检测要求。因此，在桥梁危害问题检测中，不管采用什么样的检测方式，都要对其优势和劣势进行充分了解，通过设置合理的措施对劣势进行规避，充分发挥其优势作用，也要逐步将不同检测技术融合在一起，形成互补作用，以此提升桥梁检测效率和质量，保障桥梁使用安全。

分别选取海印桥、内环路高架桥、海珠桥、鹤洞大桥四大场景进行了现场演示，主场景地理位置分布示意如下所示。


海印桥	内环路高架桥

海珠桥	鹤洞大桥

无人机桥梁检测主要针对海印桥斜拉索、桥墩外观；内环路高架的支座、接缝部位；海珠桥腹板、支座；鹤洞大桥的盖梁裂缝部位进行了现场演示，检测部位及内容见表2，主要演示效果见图2-2～1-10所示

表2 无人机检测部位及内容

检测地点	检测项目	检测内容	备注
海印桥	斜拉索	锚固混凝土是否存在破损、开裂或存在其他异常	图2-2
海印桥	桥墩	混凝土是否存在蜂窝麻面、剥落掉块、露筋裂缝等其他异常情况	图2-2
内环路高架	支座	是否存在橡胶支座变形等其他异常情况	图2-4
	接缝	混凝土是否存在剥落掉块、露筋、开裂破损或其他异常情况
	牛腿搭接	混凝土是否存在开裂破损或其他异常情况
海珠桥	支座	是否存在橡胶支座变形等其他异常情况	图2-8
海珠桥	腹板	混凝土是否存在开裂破损或其他异常情况	图2-8
鹤洞大桥	盖梁	是否存在裂缝或其他异常情况	图2-10




图2-2海印桥斜拉索部位混凝土效果照

图2-3海印桥桥墩部位混凝土效果照


图2-4内环路高架桥支座部位状况照

图2-5内环路高架桥接缝处效果照

图2-6内环路高架桥支座部位效果照

图2-7内环路高架桥牛腿搭接部位状况照

图2-8海珠桥支座部位效果照

图2-9海珠桥腹板效果照


图2-10鹤洞大桥盖梁裂缝效果照