軌道交通橋梁檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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0引言
近年來(lái),得益于橋梁結(jié)構(gòu)理論、新型材料的應(yīng)用和施工技術(shù)的突飛猛進(jìn),中國(guó)不斷刷新鐵路橋梁建設(shè)的世界紀(jì)錄。從橋梁總數(shù)來(lái)說(shuō),中國(guó)已成為世界第一橋梁大國(guó),但同時(shí)也進(jìn)入了橋梁垮塌等安全事故高發(fā)期。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示,僅 2017年7月就發(fā)生4起運(yùn)營(yíng)期橋梁整體或局部垮塌事故。開(kāi)展相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的理論和應(yīng)用研究,是保障服役橋梁安全與健康的重要手段,對(duì)保障我國(guó)橋梁的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)安全、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)及社會(huì)公共財(cái)富、推動(dòng)橋梁行業(yè)可持續(xù)性發(fā)展、提升產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重大意義。
1檢測(cè)內(nèi)容
橋梁?jiǎn)栴}主要有裂縫、剝蝕、混凝土內(nèi)部毛細(xì)管孔及氣泡、鋼筋銹蝕及混凝土碳化和地基不均勻沉降等。橋梁檢測(cè)技術(shù)針對(duì)這些橋梁?jiǎn)栴}進(jìn)行橋梁外觀檢測(cè)、橋梁內(nèi)部缺陷檢測(cè)、橋梁材料特性檢測(cè)。外觀檢測(cè)主要是檢查橋梁裂縫以及橋梁路面剝蝕情況和附屬設(shè)施病害,而材料特性檢測(cè)是對(duì)橋梁中的混凝土及鋼筋銹蝕情況進(jìn)行檢查。針對(duì)軌道交通橋梁,其相應(yīng)的檢測(cè)手段與方法在不斷進(jìn)步,以適應(yīng)我國(guó)不斷提速的鐵路工程。
目前,通州道路交通環(huán)境日趨復(fù)雜,交通流量不斷增加,急需智能化的交通管理系統(tǒng)解決其交通需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要.
通過(guò)社區(qū)居民參與特許經(jīng)營(yíng)、保護(hù)管理、就業(yè)培訓(xùn)和產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)等制度,形成以國(guó)家森林公園自我保護(hù)為前提,以旅游服務(wù)帶動(dòng)社區(qū)共同發(fā)展,增強(qiáng)“反哺能力”(圖 1)[3]。
2檢測(cè)技術(shù)方法2.1 肉眼觀察法
肉眼觀察法是指檢測(cè)人員直接觀察或利用望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備進(jìn)行橋梁檢測(cè)的方法。對(duì)于高架線路的橋梁采用高空作業(yè)車(chē)和搭設(shè)腳手架的方式,在可到達(dá)區(qū)域進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)。水上橋梁采用高清相機(jī)、高倍望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察檢測(cè),或者在船只上搭設(shè)腳手架進(jìn)行檢測(cè)。這種方法成本高,機(jī)動(dòng)性差,檢測(cè)效果不全面,檢測(cè)人員安全也得不到保障,具有很大的局限性。
應(yīng)用新診斷指標(biāo)可特異性區(qū)分肝癌患者維生素K缺乏引起PIVKAII水平升高,PIVKA-II比率指MU-3單抗體測(cè)定PIVKA-II同19B7單抗檢測(cè)PIVKA-II比值,此方法可顯著提高診斷特異性[7]。
2.2 檢測(cè)車(chē)檢測(cè)法
利用橋梁檢測(cè)車(chē)將檢測(cè)人員送到檢測(cè)部位,橋梁檢測(cè)車(chē)主要分為升降式檢測(cè)車(chē)、吊籃式檢測(cè)車(chē)及桁架式檢測(cè)車(chē)。
2.2.1 升降式檢測(cè)車(chē)
升降式檢測(cè)車(chē)在橋底使用,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易控制,方便橋梁底部的檢測(cè)。其缺點(diǎn)是使用受限,首先,受升降高度限制,橋梁高度不能過(guò)高;其次,影響橋底交通,且橋底空間要足夠停放檢測(cè)車(chē)。
2.2.2 吊籃式檢測(cè)車(chē)
吊籃式橋梁檢測(cè)車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便靈活,適合大部分橋梁類(lèi)型,對(duì)于橋梁上部和下部均可檢測(cè),可在多種工況下工作(也適合高空作業(yè)),有有線操作和無(wú)線操作 2 種操作模式。但是吊籃式檢測(cè)車(chē)結(jié)構(gòu)龐大,會(huì)影響橋面交通。
2.2.3 桁架式檢測(cè)車(chē)
桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但是給檢測(cè)人員提供了寬闊的作業(yè)平臺(tái),穩(wěn)定性好,承載能力大。該產(chǎn)品最大限度地保證了操作人員的安全,具有實(shí)施檢測(cè)作業(yè)方便、不中斷交通、工作機(jī)動(dòng)靈活、安全可靠性高等突出優(yōu)點(diǎn)。但也具有移動(dòng)不便、機(jī)動(dòng)性較差的缺點(diǎn)。
2.3 無(wú)人機(jī)檢測(cè)法
無(wú)人機(jī)橋梁檢測(cè)主要利用無(wú)人機(jī)的高空懸停能力與高像素拍照能力結(jié)合進(jìn)行橋梁檢測(cè)。檢測(cè)人員操作無(wú)人機(jī),使其懸停在合適位置對(duì)檢測(cè)橋梁進(jìn)行局部拍照和錄像,數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)降孛婊虼鎯?chǔ)于機(jī)身,后期檢測(cè)人員通過(guò)照片和錄像來(lái)分析橋梁病害情況。無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)小巧,操作方便,可以用于特大橋梁檢測(cè)。但是存在檢測(cè)死角需要傳統(tǒng)檢測(cè)方式補(bǔ)充、續(xù)航能力一般、受天氣影響較大的缺點(diǎn)。
2.4 橋梁無(wú)損檢測(cè)法
利用先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行橋梁無(wú)損檢測(cè),例如超聲波檢測(cè)技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)、聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)、沖擊回波法檢測(cè)技術(shù)、紅外熱像檢測(cè)技術(shù)、無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)、光纖檢測(cè)技術(shù)、自感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)等先進(jìn)方法。無(wú)損檢測(cè)方法的出現(xiàn),標(biāo)志著橋梁檢測(cè)進(jìn)入科技化、智能化階段。
3檢測(cè)車(chē)檢測(cè)存在的主要問(wèn)題3.1 檢測(cè)車(chē)臂架結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高
首先考慮到檢測(cè)人員的安全及行走方便,檢測(cè)車(chē)臂架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要有較高的強(qiáng)度和足夠大的截面,這將使得桁架結(jié)構(gòu)截面較大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。載人檢測(cè)車(chē)在制造時(shí)需安裝人員保障系統(tǒng),這也使得檢測(cè)車(chē)生產(chǎn)成本大幅度提高。
3.2 檢測(cè)車(chē)檢測(cè)范圍小
隨著特大軌道交通橋梁的發(fā)展,檢測(cè)車(chē)臂架長(zhǎng)度己不能滿足檢測(cè)需求。例如國(guó)內(nèi)公司生產(chǎn)的橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂架長(zhǎng)度,已無(wú)法滿足寬度大的橋梁檢測(cè)需求。其次對(duì)于跨河橋梁,若橋梁距離水面太低導(dǎo)致臂架載人后人無(wú)法達(dá)到橋下,此時(shí)載人橋梁檢測(cè)車(chē)將無(wú)法使用。
3.3 檢測(cè)人員的安全隱患大
檢測(cè)人員長(zhǎng)期在檢測(cè)臂上工作,若發(fā)生檢測(cè)車(chē)側(cè)翻或者振動(dòng)幅度較大的情況,很容易出現(xiàn)人員傷亡,所以載人橋梁檢測(cè)車(chē)具有較大的安全隱患。
車(chē)行隧道與下臥地鐵隧道施工期相互影響的研究…………………………………… 林治平,劉惠康,隋耀華(7-131)
3.4 檢測(cè)效果不理想
由于檢測(cè)人員專(zhuān)業(yè)水平參差不齊,可能出現(xiàn)對(duì)問(wèn)題區(qū)域造成誤判的情況,因此檢測(cè)結(jié)果受主觀因素影響較大。同時(shí)橋梁底部某些區(qū)域可能因?yàn)闄z測(cè)人員觀察不到,使檢測(cè)效果不理想。
3.5 數(shù)據(jù)傳輸速度慢
采用人工攜帶存儲(chǔ)設(shè)備的方法,傳輸速度慢,海量檢測(cè)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸無(wú)法得到滿足,后續(xù)數(shù)據(jù)處理分析過(guò)程也會(huì)受到很大的影響。
此一現(xiàn)象,值得深思。李強(qiáng)的《“滕子京謫守巴陵郡”的背后》一文,也對(duì)范仲淹等慶歷新政人物做過(guò)理性審視,文章認(rèn)為范仲淹對(duì)滕子京的辯護(hù)更多出于對(duì)其人格的認(rèn)同,而這樣的人格認(rèn)同很大程度與二人間的私人關(guān)系有關(guān),文章認(rèn)為:
3.6 人工識(shí)別效率低
受人工檢測(cè)頻率及效果限制,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題往往比損傷出現(xiàn)滯后,不能及時(shí)對(duì)損傷進(jìn)行預(yù)警及處理。
4發(fā)展趨勢(shì)4.1 機(jī)器人檢測(cè)比例逐步增大
借助機(jī)器人來(lái)代替人力勞動(dòng),實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的機(jī)械化和自動(dòng)化,使得橋面交通不受影響,同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)傳輸檢測(cè)畫(huà)面,精準(zhǔn)檢測(cè)出橋梁裂縫,使最終的檢測(cè)達(dá)到盲區(qū)少、效率高的效果。隨著無(wú)人機(jī)、水下機(jī)器人、蛇形機(jī)器人、爬壁機(jī)器人等能夠搭載智能化功能模塊智能技術(shù)的發(fā)展,人工檢測(cè)將被逐步取代,在風(fēng)險(xiǎn)降低的同時(shí)還能大幅度提高檢測(cè)效率。
觀察形態(tài)學(xué)檢查、流式細(xì)胞學(xué)檢測(cè)以及免疫組化檢測(cè)的結(jié)果;觀察流式細(xì)胞學(xué)檢測(cè)以及免疫組化檢測(cè)在多發(fā)性骨髓瘤異常漿細(xì)胞抗原表達(dá)形式(Kappa、CD138、lambda、CD19、CD38、CD45),比較二者的陽(yáng)性診斷符合率;比較形態(tài)學(xué)檢查、流式細(xì)胞學(xué)檢測(cè)以及免疫組化檢測(cè)到的異常細(xì)胞群所占比例。
無(wú)人機(jī)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,主要是基于BIM的實(shí)景模型建立。規(guī)劃無(wú)人機(jī)飛行航線,利用無(wú)人機(jī)對(duì)橋梁進(jìn)行多角度拍攝,將采集到的圖像信息進(jìn)行BIM技術(shù)的后期處理,構(gòu)建三維橋梁模型。這樣可以讓檢測(cè)人員更加直觀地了解橋梁病害位置及危害程度。可視化模型將大大減少溝通誤區(qū)。
爬壁機(jī)器人作為機(jī)器人研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要分支,它將地面移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)與吸附技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)在地面、垂直墻面、天花板面等多種方位與角度上附著爬行運(yùn)行,并能協(xié)助搭載特定工具實(shí)現(xiàn)特定的工作需求,廣泛地運(yùn)用于各種場(chǎng)合和領(lǐng)域。如今爬壁機(jī)器人己經(jīng)在工業(yè)檢測(cè)與維護(hù)、安全運(yùn)營(yíng)等多個(gè)領(lǐng)域取得成效。目前爬壁式機(jī)器人的研究不但取得了豐碩的成果,還服務(wù)于社會(huì),取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)口碑。
4.2 高效、高精度測(cè)量?jī)x器開(kāi)發(fā)
綜合目前所有試驗(yàn)檢測(cè)方法,測(cè)量?jī)x器的精度不足是其中主要的問(wèn)題之一。除此之外,還應(yīng)積極探索相關(guān)理論,開(kāi)發(fā)適用于橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的專(zhuān)用儀器、高技術(shù)儀器,將電子技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)緊密結(jié)合。
4.3 人工智能識(shí)別
傳統(tǒng)的人工識(shí)別檢測(cè)效率低下,且檢測(cè)結(jié)果受到客觀因素限制。通過(guò)先進(jìn)的人工智能可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速識(shí)別,從而有效解決這一問(wèn)題。
在俠世界·中州之上,有這樣一群豪杰,他們不從屬于任何一方勢(shì)力,他們行走江湖,只為以武會(huì)友、快意恩仇,時(shí)人慕其風(fēng)采,稱(chēng)其為“游俠”。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述,軌道交通橋梁作為中國(guó)建造的名片,其發(fā)展不僅關(guān)系著我國(guó)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也成為了中國(guó)橋梁能否融入世界橋梁事業(yè)的關(guān)鍵。而橋梁安全是軌道交通能夠穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的重要條件,因此橋梁結(jié)構(gòu)安全養(yǎng)護(hù)和質(zhì)量保障等技術(shù)手段的發(fā)展需求十分迫切。傳統(tǒng)檢測(cè)方法存在很多問(wèn)題,在精度和簡(jiǎn)便性等方面都需要加強(qiáng)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能將更先進(jìn)的技術(shù)廣泛地運(yùn)用于各類(lèi)橋梁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)試驗(yàn)及分析中,橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將融合一些高新技術(shù)的最新研究成果。在橋梁檢測(cè)技術(shù)的大力發(fā)展下,軌道交通橋梁檢測(cè)技術(shù)將會(huì)更加成熟,檢測(cè)結(jié)果將會(huì)更加精確。
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