[发明专利]一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置及方法

说明书

本发明公开一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置及方法，包括自航式固定平台、桥墩检测搭载模块、全方位检测模块以及检测装置控制模块。所述自航式固定平台可携带检测装置在水中操控航行，前往目标桥墩附近水域，将桥墩包围在装置内；所述桥墩检测搭载模块设置有轨道，搭载全方位检测模块，使全方位检测可以环绕桥墩运动；所述全方位检测模块可以设置声学光学检测模块，可以桥墩表观病害进行检测；所述检测装置控制模块用于控制桥墩检测装置各个模块运动。本发明解决了水流速度较快、水质清晰度低等水域的大型桥梁的桥墩水下架构病害检测的问题，实现了桥墩水下结构病害的全方位检测。

技术领域

本发明涉及到水下结构检测领域，具体涉及到一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置及方法。

背景技术

最近十年来，在国家经济快速发展推动下，中国桥梁以每年3万多座的速度递增，目前全国桥梁总数达100万座。如此庞大的桥梁数目，其大批桥梁老化，特别是桥梁水下结构受流水等侵蚀成为了威胁桥梁通行安全的隐患。桥梁水下结构的检测手段不同于水上结构，存在检测范围难覆盖、检测设备难下放、检测信息难评估等技术困难。

目前已有的检测方法主要有：1.ROV机器人检测法：使用水下探测机器人进行桥墩水下结构的检测，但其有如下缺点：不适用于急流及需要贴近桥墩进行检测的情况，容易被水流冲走；固定性能差，需要人工辅助运作。2.潜水探摸法：是目前应用最多，最常见的方法，需要潜水员下潜入水中检测水下基础；缺点在于不能直观地获取病害信息，对潜水员的个人职业素质要求很高，难以保障潜水员的人身安全，只能够在低于0.5m/s流速的水中检测，且前期准备工作较多，持续探摸时间短。3.围堰法：采用构筑堤坝的方法在附近桥墩围出一定面积的隔水带,将其中的水排出,使水下地面出露,直接安置设备进行检测工作，但其只适用于水域浅的区域，在水域深的区域成本过高；施工风险较大，人员的安全难以得到完美的保障；船只无法通行，对桥上桥下的交通运输均有较大的影响；围堰法的工作成本较高，造成了资源浪费。

针对桥墩水下结构检测的相关问题，相关人员也提出了一些改进方案：如申请号CN202022177413.0的水下桥墩检测装置，环带组件从周向上套在桥墩上，水下机器人可移动地设置在环带组件上，伸缩组件安装在环带组件上，并位于环带组件和桥墩之间，伸缩组件用于将环带组件撑紧固定在桥墩上。这种设计可以解决水下机器人的简单定位问题，但仍然存在以下缺点：1.垂直推进器无法做到竖直方向精准定位停止，继而无法做到桥墩竖直方向全方位检测；2.老旧桥墩往往伴随着混凝土开裂等表观病害，如使用此专利的检测方式，将会对桥墩混凝土开裂、剥落等表观病害处造成二次伤害；3.环带的频繁伸缩会导致轨道发生变形，进而影响水下机器人的在轨运动稳定性，影响检测精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置及方法，解决了水流速度较快、水质清晰度低等水域的大型桥梁的桥墩水下架构病害检测的问题，实现了桥墩水下结构表观、内部病害的全方位检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置，其特征在于：包括自航式固定平台、桥墩检测搭载模块、桥墩全方位检测模块以及检测装置控制模块。

作为技术的优选方案：所述自航式固定平台包括气囊船模块、可拆卸固定平台模块和竖直升降模块；所述气囊船模块包括船用动力推进单元、U形气囊；所述U形气囊开口端船首，弧形端为船尾，所述船用动力推进单元设置于船尾；所述可拆卸固定平台模块包括固定平台框架、同径固定夹、竖直升降固定模块和摩擦垫；所述同径固定架、竖直升降固定模块和摩擦垫设置有竖直方向同径同距的圆孔，通过圆孔安装、螺栓紧固在所述固定平台框架上；所述可拆卸固定平台模块设置于U形气囊上，其形状与所述U形气囊弧形端外壳相适应。