隨著我國橋梁建設(shè)的發(fā)展,橋梁的檢測技術(shù)也在日新月異,一些新的技術(shù)也在引入橋梁檢測行業(yè)。對于橋梁檢測工程師朋友們來講,未來的橋梁檢測會是怎樣的呢?
一、橋梁定期監(jiān)測
隨著技術(shù)的發(fā)展未來的橋梁定期檢測會實現(xiàn)全自動高精度檢測,并利用人工智能。雖然目前一些智能檢測設(shè)備如爬索機器人、無人機、水下機器人以及攀爬機器人已經(jīng)在橋梁檢測領(lǐng)域中開展了大量的研究以及示范應用,但距離大規(guī)模應用還有很長的一段時間。目前大量的橋梁常規(guī)檢測仍然主要依靠人工來進行檢測,檢測工程師苦不堪言;此外人工檢測的質(zhì)量主要依靠檢測人員的責任心以及專業(yè)經(jīng)驗,這也是制約橋梁檢測質(zhì)量的關(guān)鍵因素。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、橋梁等技術(shù)的發(fā)展,智慧橋梁以及橋梁智慧管養(yǎng)等概念也是行業(yè)內(nèi)很火的詞語。這些理念的重要支撐需要科學、客觀、準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐,這就需要橋梁檢測,包括日常檢測、定期檢測、特殊檢測等均需要實現(xiàn)自動化、智能化。
橋梁定期檢測需要對橋梁各部件進行詳細的檢測,這就需要檢測人員接近橋梁構(gòu)件,對于一些復雜的橋梁可能很難實現(xiàn)。采用智能化的檢測設(shè)備就需要搭載平臺作為載體,由于橋梁結(jié)構(gòu)形式的多樣化,未來可能就會有水下機器人、各式各樣的如附壁式機器人、攀爬式機器人、橋上行走式甚至組合式機器人以及無人機等平臺。
橋梁外觀檢測目前采用無人機以及遠程攝像等設(shè)備,其適用性受限主要原因是由于圖像設(shè)備的精度以及病害的識別技術(shù)還達不到要求的精度。隨著太赫茲波成像、量子成像技術(shù)以及激光雷達成像等3D成像新技術(shù)的發(fā)展,未來將會在橋梁檢測外觀檢測中大規(guī)模應用?;诹孔游锢碓碇圃斓南鄼C不僅在性能上超越經(jīng)典相機,而且能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)相機無法實現(xiàn)的功能。在2020年12月宣布中國科學技術(shù)大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作,構(gòu)建了76個光子100個模式的量子計算原型機“九章”?!熬耪隆庇嬎銠C使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑,隨著量子關(guān)鍵關(guān)鍵成像的技術(shù)的研究,將會推動一輪的成像技術(shù)的革命。
未來的橋梁檢測將會出現(xiàn)各種機器人、無人機、水下機器人等平臺搭載微型的量子相機、太赫茲波相機等袖珍相機,在空中、沿著結(jié)構(gòu)以及在橋梁水下按照設(shè)定的路線或智能規(guī)劃巡航路線對橋梁進行全方位的檢測。這樣就會避免人工檢測由于責任心、經(jīng)驗等所致的漏檢問題,這些高科技設(shè)備就會全面、準確記錄橋梁所有構(gòu)件的病害情況。智能檢測系統(tǒng)通過人工智能AI評定系統(tǒng)對橋梁進行準確技術(shù)狀況評價,AI智能檢測系統(tǒng)可以相關(guān)規(guī)范、專家經(jīng)驗、結(jié)構(gòu)的評估技術(shù)可以高度通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、深度學習等實現(xiàn)對病害準確評級。
中交路橋科技依托勘察、檢測(含特檢)、設(shè)計等傳統(tǒng)行業(yè)能力,可提供“檢、診、修、應”的全生命周期綜合一體化服務,推動城市安全風險管理技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、應用創(chuàng)新,提升城市安全運行風險隱患發(fā)現(xiàn)、防范、化解、管控的智能化水平,為推動城市安全發(fā)展提供堅實保障。在邁向智慧城市的新時代征程中,中交路橋科技有限公司將始終堅守安全底線,不斷完善和優(yōu)化城市安全運行綜合服務平臺,為城市的平穩(wěn)運行貢獻科技力量。
二、橋梁承載能力評估
目前橋梁承載能力主要是依靠橋梁結(jié)構(gòu)承載能力檢算以及橋梁荷載試驗來是實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的評估。結(jié)構(gòu)承載能力檢算的依據(jù)是橋梁結(jié)構(gòu)幾何線型、結(jié)構(gòu)缺陷以及材質(zhì)狀況以及動力性能檢測的結(jié)果,因此其未來發(fā)展也會依靠自動化檢測技術(shù)進行智能化的檢測。未來的場景是通過自動化3D成像技術(shù)可以實現(xiàn)橋梁線型、外觀檢測,橋梁材質(zhì)檢測可以通過機器人手臂控制各種材質(zhì)試驗設(shè)備對橋梁材質(zhì)如回彈強度、碳化深度、銹蝕電位等實現(xiàn)自動化檢測。而橋梁結(jié)構(gòu)動力特性可以通過車載智能化設(shè)備搭載振動測試系統(tǒng)在正常行車條件下對橋梁結(jié)構(gòu)動力特性進行測試分析。
對于傳統(tǒng)的橋梁荷載試驗可能費時費力、成本較高,許多專家學者也在進行各種橋梁荷載試驗的快速試驗方法研究。未來橋梁荷載試驗會會利用各種先進的測量技術(shù)如高精度成像、毫米波變形測量等首先實現(xiàn)橋梁快速荷載試驗。如采用無人機搭載高精度毫米波雷達變形測量來實現(xiàn)大跨徑、超大跨徑高精度測量問題(這需要在調(diào)高無人機慣導定位精度的基礎(chǔ)上)。在技術(shù)發(fā)展到一定程度,橋梁荷載荷載試驗可能會出現(xiàn) 類似道路快速檢測車一樣的試驗檢測車,檢測車搭載各種類型的高精度傳感器,實現(xiàn)對橋梁的快速荷載試驗。采用橋梁試驗檢測車在橋梁通行時可以實現(xiàn)對橋梁荷載試驗需要的各種參數(shù)進行快速準確的測量,而不需要在橋梁布設(shè)其它設(shè)備。
三、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測
橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測近20年來一直是國內(nèi)外研究的熱點,但橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的運行效果也一直是制約其發(fā)展的因素。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)實施的主要目的是通過對反映橋梁健康狀況的各種參數(shù)進行分析來實現(xiàn)對橋梁健康狀況的評估。橋梁監(jiān)測參數(shù)的準確可靠是實現(xiàn)其監(jiān)測目的的關(guān)鍵因素,因此新技術(shù)發(fā)展可能會出現(xiàn)各種高精度傳感器會應用到橋梁監(jiān)測系統(tǒng)。有的學者嘗試將遙感衛(wèi)星變形測量應用到橋梁健康監(jiān)測中,但由于遙感衛(wèi)星有一定的尋訪周期(最短的可能也要幾天)、測試精度、不同干涉圖像所對應的橋梁荷載狀況不同等是影響其應用的主要因素。隨著遙感衛(wèi)星數(shù)量增多,未來能否像利用GPS定位系統(tǒng)一樣,同時利用多顆遙感衛(wèi)星來進行實時監(jiān)測呢?同時獲取多顆遙感衛(wèi)星的實時影像,利用影像數(shù)據(jù)進行變形數(shù)據(jù)提取和車輛分布狀況的分析。此外毫米波雷達技術(shù)、太赫茲波雷達、激光雷達以及量子傳感器等新技術(shù)未來可能都會在橋梁健康監(jiān)測中應用。