[发明专利]BP桥梁安全巡检车及获取桥梁表面面相的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程及安全领域，特别涉及一种用于桥梁的检测设备及获取桥梁面相数据的方法。

背景技术

桥梁是道路交通的咽喉要道。一方面桥梁结构会随时间自然老化，另一方面交通量和车辆载重随社会经济的发展而迅速提升，促使为数不少的桥梁相继陆续提前进入老年期。鉴于目前的经济条件和社会需要，这些进入老年期桥梁在今后较长的时期内仍将处于使用状态，采取怎样经济实用并切实有效的检测措施，以识别桥梁结构目前的安全状况，以避免安全事故发生是急需解决的重大问题。

现有技术中，为保证桥梁的运营安全，分为定期检查（含特殊检查）和经常性人工安全检查两类。定期检查需搭设脚手架或借助桥检车，对桥梁主体结构作仅距离观察和测试，所需费用较高、效率较低并会影响桥上车辆正常通行，多数桥梁因此未能达到规定的定期检查频率要求；经常性安全检查要求是每月不少于一次，常用的方式是桥梁养护人员在桥面上巡查，由于可达性条件的限制，基本无法实施对桥梁主体结构的巡查，受检查手段、从业人员务的数量和素质的限制，难以及时准确发现危及桥梁安全的结构性病害，导致桥梁的经常性安全检查多为有形无实，甚至出现了日常养护记录为一类桥发生突然垮塌的灾难事例。近年日益频发的桥梁垮塌事故表明目前我们所采用的桥梁安全检查方法、手段、装备、人员及频次远不能满足安全巡检的实际需要，因此研发经济高效、及时准确检测出危及桥梁结构安全异常信息数据的装备，以避免桥梁垮塌恶性事件发生是急需解决的问题。

为解决上述问题，申请者依据桥面形态变化与桥梁结构性能的内在联系，研发基于桥梁面相学（bridge phsiognomy）原理的“BP桥梁安全巡检车”，期望以此对桥梁实施较高频次的桥梁面相（桥面几何形态及图像）数据采集，依据对历次桥梁面相数据变化规律的分析比较来获知桥梁的安全状况，以此代替桥梁日常人工安全巡检，可望实现高效经济，及时准确地发现桥梁的结构性安全问题，避免桥梁垮塌事故的发生。

因此，需要一种检测设备，具有使用方便，结构简单的特点，能够及时准确的获得桥面形态数据，并依据获得的桥面形态数据对该桥梁进行检测和安全评价，在进行检测时不影响车辆通行，经济高效、及时。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种BP桥梁安全巡检车，具有经济实用，高效检测的特点，能够及时准确的获得桥梁的桥面形态数据，并依据获得的桥面形态数据对该桥梁进行检测和安全评价，检测时并不影响桥梁通车，经济高效、及时准确的检测出危及桥梁结构安全的桥面形态异常信息，并为桥梁安全评价提供基础数据。

本发明的BP桥梁安全巡检车，包括行走车和载于行走车上的桥梁面相采集系统，所述桥梁面相采集系统至少包括：

二维激光扫描装置，用于行走车在桥面行走时获取桥面及桥梁附属物可见的对应表面形态的几何数据；

工业CCD相机，用于行走车在桥面行走时获取桥面及桥梁附属物可见的对应表面的表面图像纹理数据；

GPS系统和惯性导航系统，用于获取载于行走车上的桥梁面相采集系统的空间位置坐标；

主控制器，接受并存储二维激光扫描装置的几何数据、工业CCD相机的表面纹理数据及GPS系统和惯性导航系统的空间位置坐标数据，并依据上述数据得出桥面形态的三维几何数据和纹理图像。

进一步，所述桥梁面相采集系统还包括：

行走车行走距离传感器，获取行走车的行进距离并发送至主控制器用于修正GPS系统和惯性导航系统所获得的空间位置坐标；

进一步，所述桥梁面相采集系统还包括：

大气温度和湿度传感器，用于采集桥梁大气环境温度和湿度信息，并发送至主控制器；

非接触式表面温度传感器，用于采集行走车行走的桥梁表面的温度信息，并发送至主控制器；

进一步，所述二维激光扫描装置在行走车行走过程的瞬时扫描方式为在与行走车行驶方向垂直的平面内呈360度圆周环形扫描；

进一步，所述桥梁面相采集系统的二维激光扫描装置、工业CCD相机及GPS系统和惯性导航系统均固定设置于安装在行走车的同一刚性支架上。

本发明还公开了一种利用BP桥梁安全巡检车获取桥梁面相数据的方法：

a．行走车以设定速度沿桥梁桥面行车方向前进，通过GPS系统和惯导系统获取载于行走车上的桥梁面相采集系统的实时空间位置坐标；