探究桥梁智能检测技术原理及应用

孙鹏轩

（安徽交通职业技术学院，安徽合肥 230051）

我国桥梁工程的规模化建设对于缓解现有的交通压力起到了一定作用。桥梁工程本身的质量水平会对桥梁的运行、人身安全产生较大的影响。当下的工程建设必须重视对于桥梁结构以及质量的全面检测。传统的桥梁检测技术以数据的有线传输作为基础，导致在检测的过程中需要大量数据传输线缆的布置，加大了工作总量[1]。当前以无线技术作为基础的智能化桥梁检测技术在不需要铺设传输线缆的前提下，能够对桥梁进行针对性检测，得到了广泛应用。本文通过分析探究桥梁智能检测技术原理及应用，对今后智慧交通桥梁检测技术发展、应用具有一定的现实价值。

1 以无线技术作为基础的桥梁智能检测技术原理剖析

1.1 局域网技术下的无线电桥梁检测技术原理

在桥梁智能检测技术发展的过程中，考虑桥梁工程规模结合桥梁检测应用时间周期确定的局域网组网方式，就目前应用情况分析，该方式作为基础的桥梁检测技术，可以适用于各种规模且检测周期较短的桥梁检测工作需求。

局域网自身的网络通信特征及实现机制限制，该种智能检测技术本身对于数据采集传感器具有严格的数据同步传输要求。其主要的技术原理是借助多个无线传输模块的设置，通过使用数据的跳传传输技术，保障无线信号发射、收集中心与传输模块之间的协同运行，实现局域网内部的远距离数据传输[2]。根据相关工程实践统计，该技术的数据传输距离可以超过10 km。

1.2 公用网络下的无线电桥梁检测技术原理

与局域网相比，公用网络在稳定性、数据含量、覆盖范围等方面具有显著的优势，此这类以公用网络作为基础的桥梁智能检测通信技术，被应用在规模较小的桥梁长期检测工作中。公用网络的架构相对较为固定且覆盖范围较广，在实际工程中，有效减小了以局域网为基础的无线电桥梁检测技术布置无线信号发射、收集中心的工作量。对地域分布距离相对较远的桥梁可以进行有效检测，且不需要进行严格数据传输方面的规定，当前这一技术已经逐渐发展成熟，在我国得到了广泛应用。

2 桥梁智能检测技术具备的主要功能分析

2.1 采集、管理各类数据

针对桥梁进行检测的过程中，最为重要的工作部分是数据的采集和管理。桥梁需要进行全面细致的检测，主要是因为其构成较为复杂，任何一个部分出现了细小问题，都有可能造成桥梁的运行质量和安全问题。智能化桥梁检测技术中，一般配备着精度较高的传感器，只需要将其安装在需要检测的桥梁部位，便可得知桥梁整体结构内部的细节状况。在使用传感器完成桥梁结构数据的采集工作后，将相关信息传输到系统内部的信息管理部位，开展对应的数据分析，将数字信息使用表格和图纸的形式进行输出[3]。

2.2 负责检测桥梁的使用寿命

智能桥梁检测技术发挥的另一个关键作用，便是对桥梁的使用寿命进行较为细致的检测。桥梁本身的使用寿命会因为受到建筑工艺和使用环境的影响，出现较大的变化。通过对桥梁的使用寿命进行检测，能够对桥梁剩余的持续使用时长进行全面了解，有效帮助相关的工作人员进行桥梁的抢修及重修工作。

桥梁智能检测技术将各类数字化、信息化、智能化的手段，使用传感器采集、分析对应信息，更好地对桥梁的大致使用寿命进行合理模拟。桥梁工程的寿命检测并非盲目，需要通过对外部环境的湿度温度、风力风向以及桥梁自身的变形程度、震动状况等因素进行全面分析，以此得到一个较为科学、合理的桥梁使用寿命预测结果。

2.3 以无线传感器确定桥梁的具体状况

由于当下桥梁工程内部的结构状况复杂程度有所提高，传统的桥梁检测工具中的数据收集方式无法得到最为全面的数据，可以借助智能桥梁检测中的无线传感器，针对桥梁结构的数据进行全面采集和检测。对于一些规模相对较大的桥梁工程而言，单独传感器的应用无法解决数据采集的实际问题，需要借助无线传感器的布设，合理地采集桥梁结构的信息，通过多个无线传感器之间的协调配合运转，可以帮助智能检测系统全面统筹传感器采集的数据信息，得到桥梁结构内部最为合理的数据结果。

3 几类桥梁智能检测及技术的应用分析

3.1 桥梁外观病害图像变形识别技术

为了满足现代化桥梁工程检测工作的具体需求，图像识别处理技术在桥梁智能化检测系统中的引入，能够全面对桥梁结构的蜂窝、麻面等病害进行检测，以此提升有关桥梁表面外观病害检测工作的精度以及效率。

图像识别技术在桥梁智能化检测技术中的引入能够以既有的图像预处理功能对桥梁内部的裂缝进行有效连接，针对桥梁裂缝出现的细小裂缝结果进行保存，将裂缝区域作为通道，以裂缝的参数特征作为基础，过滤虚假裂缝数据，提取桥梁结构表面存在的真实裂缝。

桥梁工程在裂缝的形态和走向出现了复杂多变的特征，在进行裂缝宽度数值计算工作时，需要对裂缝区域的交叉点进行发掘，并将交叉点作为基础，将裂缝区域合理划分为多个细小裂缝并分开进行计算[4]。将划分后的裂缝的最小外接矩形沿裂缝走向分割成多个小矩形区域，分别对这些小矩形区域中的裂缝特征参数进行计算、分析，即可得到更精准的裂缝宽度的计算结果。可以在每个交叉点区域内部的裂缝宽度计算结果进行综合整理分析的前提下，得到最完整的桥梁裂缝宽度计算结果。

3.2 智能检测机器人技术

为了有效实现桥梁智慧管养产业发展目标的考虑，当下桥梁智能的检测技术中逐步使用了全自动智能机器人，替代传统性质的桥梁人工检测方式。作为缆索体系桥梁主要承重结构的拉索，本身是一种细长形的建筑构件。外部的PE损伤以及内部的钢丝断裂检测均属于一些高空不易到达且隐蔽性相对较高的检测工作，斜拉索或吊索自身的耐久性和安全性下降，会直接对桥梁的承载水平产生巨大影响，加大桥梁工程垮塌问题的发生概率。

最为传统的拉索检测方式需要使用大型的卷扬机，通过挂篮的牵引实施人工载人作业，需要投入较多的人力、物力，也会对交通资源进行一定占用。在此情况下，研发了一种专门针对拉索的自动化桥梁检测机器人，集成了机械构造、机械设备等各类技术，并通过在其中设置先进的步进驱动、视频、雷达系统等，真正为其赋予了爬升返回、自动导航定位、远程遥控等诸多功能，确保了拉索高空机器人自动检测结果的精准性和科学性。

无人机技术作为桥梁智能检测技术中的重要组成部分，当前使用的常规性质无人机本身在抗风能力、GPS定位等方面存在着一定缺陷。

目前正在尝试以无人机飞行平台作为基础，将高精度定位巡航等技术纳入无人机检测系统，能够显著提升桥梁智能检测无人机风力抵抗能力，定位精度以及裂缝识别精度都有了极大提高。这类无人机设施能够实现针对桥梁结构的无人化、自动化检测，并且桥梁结构的梁底表面等一些人工无法进行精准检测的部位，也可以由这类自动化无人机完成相应的检测工作。

3.3 路基、桥梁、隧道的竖向位移自动监测技术

在桥梁投入运行的过程中，路基、隧道等部分的竖直位移程度，能够最为直观地反映建筑工程当前的工作状态。就当前的桥梁智能化检测技术来看，一种以液气耦合压差传递机制作为基础的微压差半封闭联通管式的竖向位移高精度监测传感器，得以在桥梁检测工作中得到广泛应用。应用此种传感器技术能够在桥梁检测点的端部将微小段的气体进行密闭，将液体耦合的压差数值转化为对应工程结构的竖直方向位移结果[5]。

根据相关的实践证明，这类桥梁智能检测技术在具体工作的过程中，管内的传压介质始终处于一种准静止状态，有效克服了介质的黏滞阻尼效应。传感器的精度也完全符合当前相关标准的要求，能够在大跨度桥梁的挠度和竖向位移测试过程中得到普遍广泛应用。这一技术也可以通过和互联网技术进行有效结合，建立适合高速铁路基础沉降的实时监测系统，系统本身并不会受到高速铁路工程自身强弱电系统的干扰，极大地保障了最终检测结果的精准性。

4 结语

当前人们对于建筑工程结构安全性的重视程度越发来越高，随着各类检测技术的持续更新发展，桥梁智能检测技术得以在桥梁工程施工建设环节中普遍应用。现阶段应用最为普遍的桥梁外观病害图像变形识别技术、智能检测机器人技术等极大地提高了桥梁检测工作的效率以及精度，在今后的未来发展过程中，也会随着相关技术的持续更新而得到进一步完善，最大化发挥在桥梁结构检测工作中的作用。