[发明专利]一种桥梁巡检方法

说明书

本发明公开了一种桥梁巡检方法，无人机通过搭载于其上的激光三维扫描仪和地质雷达采集桥梁的现场数据。无人机采集的现场数据通过数据传输模块发送至地面控制中心。地面控制中心的数据处理与故障检测模块对激光三维扫描仪采集的激光三维扫描数据进行处理，完成对桥梁被检测区域的三维建模，同时对地质雷达采集的雷达回波数据进行处理。数据处理与故障检测模块通过对三维建模和雷达回波数据进行分析，检测出桥梁的缺陷及缺陷所在的位置。本发明能够解决现有桥梁巡检方式成本高、效率低、手段单一、可靠性低的技术问题。

技术领域

本发明涉及工程测量领域，具体涉及一种桥梁巡检方法，尤其是应用于铁路桥梁的巡检系统。

背景技术

截至2013年，国内铁路总里程突破10万公里，高铁运营里程已近万公里，按桥梁占线路52％的比例计算，我国高铁桥梁约有5千余公里。如：京津城际桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6％，京沪高铁为80.5％，广珠城际为94.0％，武广客专为48.5％，哈大客专为74.3％。根据《中长期铁路网规划》，我国高速铁路发展以“四纵四横”为重点，构建快速客运网的主要骨架，形成快速、便捷、大能力的铁路客运通道，逐步实现客货分线运输。预计到2020年，全国建设客运专线将达到1.6万公里以上。这意味着，我国在未来8年内，将有近7千公里的高铁要修建，并有4千公里左右的高铁桥梁诞生。

桥梁作为轨道的下部结构，为确保高速运行条件的安全性、平稳性和乘车舒适性要求，桥梁的检测与维修显得尤为重要。由于桥梁检测工程的复杂性、特殊性，发展桥梁检测装备，不但尤为必要而且紧迫。一般桥梁的病害主要包括：梁体病害、支座病害、墩台病害和其它附属设施病害，而目前对桥梁的检测主要是针对下列病害进行检查或日常维修：1.桥顶底面、桥墩面裂纹的检查；2.混凝土内部空隙的检查；3.混凝土抗压强度的检查；4.活动支座辊轴纵向位移的侧梁；5.板式橡胶支座的检查；6.钢梁裂纹的检查等。在现阶段，桥梁检测主要采用人工目视检查或者借助携带小型辅助检测仪的桥梁检测车等方法来断定桥梁是否存在缺陷。桥梁检测无论是借助大型设备，还是用小型辅助检测仪，都存在人工参与比重大、时间长、效率低、成本高、劳动强度大、安全性低等缺点，且占用列车运行线路，检修时间受到列车运行的限制，作业时间需要在天窗点内进行的技术缺陷，且其检查效果与巡查人员的经验和责任心直接相关。因此，研究一种自动化程度高，能全天候作业的桥梁裂缝检测设备显得非常重要。

在现有技术中，主要有以下文献与本发明申请相关：

文献1为尹栋于2015年04月30日申请，并于2015年09月30日公开，公开号为CN204676420U的中国实用新型专利《基于无人机系统的桥梁质量快速检测装置》。该实用新型描述的桥梁质量快速检测装置包括运送设备、无人机检测平台及桥梁质量检测设备，桥梁质量检测设备搭载于无人机检测平台上，运送设备上设置检测机械臂，检测机械臂上具有无人机起降平台和无人机运行监控装置，无人机检测平台经无人机起降平台起飞至桥梁的待测区域。

文献2为武汉大学于2015年04月28日申请，并于2017年04月19日公开，公开号为CN104843176A的中国发明申请《一种用于桥梁隧道自动巡检旋翼无人机系统及导航方法》。该发明描述的桥梁隧道自动巡检旋翼无人机系统依靠GPS与激光雷达、IMU进行自主导航的旋翼无人机巡检系统，实现了在空旷的桥梁区域利用GPS导航系统与封闭的隧道里面利用激光雷达导航系统进行自主巡检，依靠自动避障系统实现对桥梁隧道以及机动车的闪避，拍摄重点区域的图像发回地面站，由地面站生成桥隧的病害专题图，供相关人员使用。