[发明专利]一种混凝土桥梁底面裂缝检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁检测领域，具体涉及一种桥梁裂缝损害检测装置。

背景技术

混凝土桥梁的损坏有90％以上是由裂缝引起的。工程实践和理论分析表明几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见(＜0.05mm)，一般对结构的正常使用无大的危害，可允许其存在；但有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展新的裂缝，形成贯穿缝、深缝，0.20～0.30mm以上的裂缝会直接破坏结构整体性，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，在桥梁内部形成力学间断面，使桥梁承载能力大大降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害桥梁结构的正常使用。

对于混凝土桥梁底面的裂缝，目前国内外主要检测方法是人工检测。人工检测方法的实现方式主要是通过望远镜远距离观察桥底的裂缝，或者通过搭建桥底平台，近距离用肉眼观察桥梁底面的裂缝，记录裂缝的长度、宽度等数值，并通过多次检测来判断裂缝的生长情况。常见的桥底平台有脚手架和桥梁检测车。在难以搭建脚手架的情况下，主要采用的是桥梁检测车。检测人员在桥梁检测车的桁架臂上行走，对桥梁底面裂缝进行检测。

对于裂缝数据的检测，目前市场上存在的主要是手持式裂缝测宽仪。该表面裂缝测宽仪，主要由手持式液晶屏主机、显微放大探头构成。测量时将探头紧靠被测裂缝，即可在液晶显示屏上看到被放大的裂缝图像，微调探头使裂缝与电子刻度标尺基本垂直，根据裂缝所占刻度线的多少判读出裂缝宽度。这种仪器的局限性在于：只有在人眼锁定裂缝目标后，才能利用仪器进行后续的测量。不具备自动识别裂缝的能力。

采用人工检测方法对桥底裂缝进行检测存在以下缺陷：(1)人员耗费大。需要有经验的检测人员全程参与工作现场，借助一定的交通工具平台，在桥梁底部移动，用肉眼观察分辨，完成对整段桥梁的检测。而许多高架桥梁长达数百米，甚至上千米长，需要耗费相当数量的人力，但一个工作平台上搭载的人员数量非常有限，因此工作强度相当大。(2)效率、精确度低。检测的效率，取决于桥梁底部缺陷的复杂程度及检测人员的经验和体力。对裂缝的判断主要依靠人的经验，因此主观因素影响较大。不同的人，经验不同，判断结果也不一样。长时间的桥底工作容易造成检测人员的疲惫，进而影响工作效率。(3)不安全因素存在。高架桥梁可能经过公路、河流、山涧、沟壑等复杂地形，检测人员要通过特制的输送平台近距离到达桥梁底部进行空中作业，存在潜在的不安全因素。

针对人工检测方法的缺陷，国内外提出了几种解决办法。例如采用爬行式机器人附着在钢铁桥梁的底面对裂缝进行检测，以及采用液压伸臂机构装载工业相机对桥梁底面裂缝进行检测的。专利CN201126427提出使用航模飞机搭载相机对桥底裂缝进行检测。这种方法难以保证采集到图像的质量，所能检测出的裂缝精度也不高。以上方法存在着适用范围不广，造价成本高等缺点，没有充分利用现存的桥梁检测车。

发明内容

本发明目的在于提供一种混凝土桥梁底面裂缝检测的装置，以桥梁检测车作为工作平台，适用于较复杂的桥梁底面，可以实现桥底的裂缝图像的获取，并记录相关数据，如裂缝的宽度、长度等，以供工程人员评估桥梁的裂缝损伤情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种混凝土桥梁底面裂缝检测装置，包括行进底盘，相机方位及姿态调整模块和裂缝检测模块，其中，所述行进底盘设置在桥梁检测车的桁架臂上，可在桁架臂上直线往复移动；所述相机方位及姿态调整模块设置在所述行进底盘上，用于对裂缝检测模块的方位及姿态进行调整；所述裂缝检测模块设置在所述相机方位及姿态调整模块上，用于实施对桥梁底面裂缝的检测。

作为本发明的进一步改进，所述的行进底盘包括底盘和底盘稳定装置，该底盘稳定装置包括弹性导轮和固设在桁架臂上的轻质导轨，所述弹性导轮为多个，安装在四轮底盘上并对称设置于轻质导轨两侧，在弹性导轮导向下，所述四轮底盘沿轻质导轨运动，实现行进底盘在桁架臂上的直线往复移动。

作为本发明的进一步改进，所述相机方位及姿态模块安装在所述四轮底盘上，包括用于安装裂缝检测模块的安装平台，以及三自由度姿态调整平台，该三自由度调整平台包括竖直升降平台和设置在该竖直升降平台上的二自由度旋转平台，该竖直升降平台可实现在竖直方向的升降，所述二自由度旋转平台可在水平面和竖直面内旋转。