一种桥梁检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种桥梁检测系统，包括依次连接的数据采集子系统、数字无线传输子系统、监控中心以及评估系统，数据采集系统包括桥梁振动监测模块、桥梁拉索无损检测模块以及桥梁裂缝检测模块，桥梁振动监测模块用于对桥梁低频振动信号进行非接触式无线实时监测，桥梁拉索无损检测模块用于对桥梁拉索表面的缺陷进行无损检测，桥梁裂缝检测模块用于对主梁以及桥体的裂缝进行检查。数据采集子系统通过数字无线传输子系统将桥梁的低频振动数据、桥梁拉索表面缺陷图像数据以及桥梁裂缝的图像数据传输至监控中心，再由监控中心分析与存储后传输至评估系统，由评估系统完成对桥梁是否维修的决策和预警。决策和预警。决策和预警。

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁检测系统


[0001]本专利技术涉及桥梁检测
，尤其是涉及一种桥梁检测系统。

技术介绍

[0002]桥梁作为交通运输的重要组成部分，随着我国交通事业的发展，其安全性、耐久性和正常使用功能，越来越被人们所关注。斜拉桥作为桥梁的一种，又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。
[0003]现有技术中，影响桥梁的因素居多，人为因素、车辆长期超载、材料自身退化、自然灾害等，导致现役桥梁出现承载力降低、结构受损等各种病害，同时缺乏及时到位的管理养护。损伤如果不能及时得到检测和维修，轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。因此，建立一套针对桥梁的智能在线监测系统，及时发现桥梁结构的损伤显得尤为迫切。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种桥梁检测系统，其能够对斜拉桥的拉索表面缺陷、主梁表面裂缝以及桥体自身的振动三方面进行实时监测，以全面掌握斜拉桥施工、运营的安全状况，为桥梁建设、日常养护、管理和突发事件应急处置发挥巨大作用，掌握桥梁全生命周期状态，为日常的维护管理提供决策性依据。
[0005]本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种桥梁检测系统，包括依次连接的数据采集子系统、数字无线传输子系统、监控中心以及评估系统，所述数据采集系统包括桥梁振动监测模块、桥梁拉索无损检测模块以及桥梁裂缝检测模块，所述桥梁振动监测模块用于对桥梁低频振动信号进行非接触式无线实时监测，所述桥梁拉索无损检测模块用于对桥梁拉索表面的缺陷进行无损检测，所述桥梁裂缝检测模块用于对主梁以及桥体的裂缝进行检查；
[0007]所述数据采集子系统通过所述数字无线传输子系统将桥梁的低频振动数据、桥梁拉索表面缺陷图像数据以及桥梁裂缝的图像数据传输至监控中心，再由所述监控中心分析与存储后传输至所述评估系统，由所述评估系统完成对桥梁是否维修的决策和预警。
[0008]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述桥梁振动监测模块包括三个监测箱体，三个所述监测箱体分别固定在桥体表面的中间与两端位置处，所述监测箱体的内部设置有载物台，所述载物台上垂直固定有悬臂梁，所述悬臂梁远离所述载物台的一端固定有与所述载物台平行的连接杆，所述连接杆远离所述悬臂梁的一端固定有金属薄片；
[0009]所述金属薄片的下方设置有无线监测节点，所述无线监测节点下方设置有减震海绵，所述无线监测节点包括磁电式传感器探头与FPGA系统，所述磁电式传感器探头包括平面螺旋电感传感器、Pierce振荡电路、电压转换电路以及温度传感器，所述平面螺旋电感传
感器设置在所述金属薄片的正下方；
[0010]所述FPGA系统包括频率采集模块、温度采集模块以及NIOSⅡ软核模块，所述磁电式传感器探头感测振动时桥体与线圈的相对位移，所述平面螺旋电感传感器将频率数据传入所述FPGA系统，由所述频率采集模块测频后传入所述NIOSⅡ软核模块进行数据处理，同时所述温度采集模块采集所述温度传感器的实时温度数据，传入所述NIOSⅡ软核模块进行处理后与所述频率数据一并打包，最终数据以串口方式发往所述数字无线传输子系统，所述数字无线传输子系统将最终数据传入所述监控中心。
[0011]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述桥梁拉索无损检测模块包括控制器以及分别与所述控制器连接的缺陷图像采集单元、爬行移动机构、喷漆机构，所述缺陷图像采集单元与所述喷漆机构安装在所述爬行移动机构上，所述爬行移动机构用于定时在桥梁拉索上移动，所述缺陷图像采集单元将桥梁拉索表面的缺陷图像采集后传输至所述控制器中进行处理、识别以及存储操作，所述控制器识别所述缺陷图像信号后反馈处理信号至所述喷漆机构，由所述喷漆机构对所述桥梁拉索表面的缺陷进行喷漆处理。
[0012]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述爬行移动机构包括安装环、步进电机以及多个拉索定位轮，所述安装环套设在所述桥梁拉索的外侧，多个所述拉丝定位轮安装在所述安装环的内侧且转动设置在所述桥梁拉索的表面，所述步进电机设置在所述安装环上用于驱动所述安装环在所述桥梁拉索上移动，所述步进电机连接有光电编码器，所述光电编码器与所述控制器信号连接。
[0013]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述缺陷图像采集单元包括与所述控制器连接的四个摄像头，四个所述摄像头均匀固定在所述安装环上且拍摄端朝向所述桥梁拉索设置，所述喷漆机构包括三个喷漆枪，三个所述喷枪均匀固定在所述安装环内且朝向所述桥梁拉索的外表面设置，所述喷枪内设置有与所述控制器连接的电磁阀。
[0014]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述桥梁裂缝检测模块包括多个滑动座、转盘以及固定在所述转盘上的双轴电缸，所述双轴电缸两端的活塞杆分别固定连接有伸缩杆，其中一个伸缩杆的一端固定有用于检测主梁以及桥体内部裂缝情况并生成内部检测信息的超声波监测仪，另一个伸缩杆的一端固定有用于采集主梁以及桥体表面裂缝情况的摄像机，所述双轴电缸上设置有控制盒，所述控制盒分别与所述滑动座、所述转盘、所述双轴电缸、所述超声波监测仪以及所述摄像机连接，所述主梁的外表面以及所述桥体的底部设置有滑轨，所述滑动座通过所述控制盒滑动设置在所述滑轨上。
[0015]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制盒内设置有依次连接的图像处理模块、图像拼接模块以及裂缝信息转换模块，所述图像处理模块分别与所述超声波监测仪以及所述摄像机数据连接，所述裂缝信息转换模块通过所述数字无线传输子系统与所述监控中心连接；
[0016]所述图像处理模块用于对裂缝的图像进行降噪处理，所述图像拼接模块根据降噪后的图像检查裂缝和跟踪计算裂缝长度及宽度，然后执行后处理程序并通过拼接技术人工合成全景图像，所述裂缝信息转换模块用于将裂缝信息转换成桥梁管理系统数据库中所要求的数据表格并无线传输至所述监控中心，由所述监控中心对裂缝进行检查和追踪。
[0017]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述监控中心包括数据库系统与信息融合系统，所述数据库系统用于将数据进行存储和冗余处理并为后续分析提供数据依据，
所述信息融合系统用于对多信息进行融合处理并为系统提供决策性依据。
[0018]综上所述，本专利技术包括的有益技术效果为：
[0019]此系统能够对斜拉桥的拉索表面缺陷、主梁表面裂缝以及桥体自身的振动三方面进行实时监测，以全面掌握斜拉桥施工、运营的安全状况，为桥梁建设、日常养护、管理和突发事件应急处置发挥巨大作用，掌握桥梁全生命周期状态，及时发现桥梁结构的损伤，为日常的维护管理提供决策性依据。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0021]图2为本专利技术安装在桥梁上的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁检测系统，包括依次连接的数据采集子系统(1)、数字无线传输子系统(2)、监控中心(3)以及评估系统(4)，其特征在于：所述数据采集系统包括桥梁振动监测模块(11)、桥梁拉索无损检测模块(12)以及桥梁裂缝检测模块(13)，所述桥梁振动监测模块(11)用于对桥梁低频振动信号进行非接触式无线实时监测，所述桥梁拉索无损检测模块(12)用于对桥梁拉索表面的缺陷进行无损检测，所述桥梁裂缝检测模块(13)用于对主梁以及桥体的裂缝进行检查；所述数据采集子系统(1)通过所述数字无线传输子系统(2)将桥梁的低频振动数据、桥梁拉索表面缺陷图像数据以及桥梁裂缝的图像数据传输至监控中心(3)，再由所述监控中心(3)分析与存储后传输至所述评估系统(4)，由所述评估系统(4)完成对桥梁是否维修的决策和预警。2.根据权利要求1所述的一种桥梁检测系统，其特征在于：所述桥梁振动监测模块(11)包括三个监测箱体(111)，三个所述监测箱体(111)分别固定在桥体表面的中间与两端位置处，所述监测箱体(111)的内部设置有载物台(112)，所述载物台(112)上垂直固定有悬臂梁(113)，所述悬臂梁(113)远离所述载物台(112)的一端固定有与所述载物台(112)平行的连接杆(114)，所述连接杆(114)远离所述悬臂梁(113)的一端固定有金属薄片(115)；所述金属薄片(115)的下方设置有无线监测节点(6)，所述无线监测节点(6)下方设置有减震海绵(5)，所述无线监测节点(6)包括磁电式传感器探头(61)与FPGA系统(62)，所述磁电式传感器探头(61)包括平面螺旋电感传感器(611)、Pierce振荡电路(612)、电压转换电路(613)以及温度传感器(614)，所述平面螺旋电感传感器(611)设置在所述金属薄片(115)的正下方；所述FPGA系统(62)包括频率采集模块(621)、温度采集模块(622)以及NIOSⅡ软核模块(623)，所述磁电式传感器探头(61)感测振动时桥体与线圈的相对位移，所述平面螺旋电感传感器(611)将频率数据传入所述FPGA系统(62)，由所述频率采集模块(621)测频后传入所述NIOSⅡ软核模块(623)进行数据处理，同时所述温度采集模块(622)采集所述温度传感器(614)的实时温度数据，传入所述NIOSⅡ软核模块(623)进行处理后与所述频率数据一并打包，最终数据以串口方式发往所述数字无线传输子系统(2)，所述数字无线传输子系统(2)将最终数据传入所述监控中心(3)。3.根据权利要求1所述的一种桥梁检测系统，其特征在于：所述桥梁拉索无损检测模块(12)包括控制器(121)以及分别与所述控制器(121)连接的缺陷图像采集单元、爬行移动机构(7)、喷漆机构，所述缺陷图像采集单元与所述喷漆机构安装在所述爬行移动机构(7)上，所述爬行移动机构(7)用于定时在桥梁拉索上移动，所述缺陷图像采集单元将桥梁拉索表面的缺陷图像采集后传输至所述控制器(121)中进行处理、识别以及存储操作，所述控制器(121)识别所述缺陷图像信号后反馈处理信号至所述喷漆机构，由所述喷漆机构对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳骏，汪杨惠，黄天穹，陈兴祖，
申请(专利权)人：南昌路兴交通工程监理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：