CN101713167A - 桥梁结构健康监测车 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种桥梁结构健康监测车，所述桥梁结构健康监测车上设置有可弯转伸入桥下的机械手，所述机械手上设置有至少一个摄像头，用于采集桥梁底部和侧面的图像信息；安装有高精度GPS定位装置，用于确当前检测位置和测量桥面线形；安装有桥梁结构动态信息采集装置，用于采集桥梁结构的动力特征信息数据；设置有信息处理装置，用于储存摄像头采集的图像信息、GPS数据及动力特征信息数据，并依据对历次监测数据的分析比较判定桥梁结构的健康状况及病害发展情况，并以可视化的图像明确指出病害状况及部位。实现了一辆桥梁结构健康监测车可以同期对数座桥梁进行健康监测。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁健康监测领域，具体涉及一种桥梁结构健康监测车。
背景技术
桥梁健康监测技术作为桥梁工程技术领域的重要部分，对桥梁的安全通行起着极为重要的作用。桥梁底面裂缝的发生和发育是桥梁出现健康问题的重要表现，因此对桥梁底面裂缝的监测是桥梁健康监测的主要组成部分，传统的方法是让监测人员在桥底用望远镜进行人工观测，但使用这种方法，检测人员离桥梁底面距离较远，检测速度慢、可靠性差，现在已基本抛弃不用，目前常用的方法是使用监测车搭载由支架支撑并可伸入桥底的工作平台，监测车在桥梁上行进，让监测人员在工作平台上进行近距离的肉眼观测，类似的装置属成熟的现有技术，在授权公告号为CN201240314Y、CN2839366Y、CN2839365Y的中国实用新型说明书中均有记载，采用这种方式仍然是采用肉眼观察，监测结果容易受监测人员个人经验的影响，可靠性仍然不够高，同时为了保证监测人员的安全，支架以及工作平台会增加很多安全设计，使其成本增高。
目前还有一种监测方式是在桥梁上布置传感器或视频监测系统，如公开号CN101339141A所公开的一种结构健康视频监测系统，在被测物，如桥梁底部布置固定的视频监测系统，这种监测系统能地对桥梁底部进行监测，但仍然具有一些缺点：如，监测范围有限，监测精度不高；监控设备维护困难，监测系统需时常维护，以保证正常运行，但固定设置于桥梁底部的监控系统，其维护非常困难；再如，需在每一桥梁下架设监控系统，每一监控系统只能对一座桥梁的局部范围进行监控，不能兼顾多座桥梁的长期健康监测。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出了一种桥梁结构健康监测车，其能可靠地监测多座桥梁结构的健康状态，能降低监测成本，且便于维护。
本发明的目的是这样实现的：桥梁结构健康监测车，所述桥梁结构健康监测车上设置有可弯转伸入桥下的机械手，所述机械手上设置有至少一个摄像头，用于采集桥梁底部和侧面的图像信息；桥梁结构健康监测车内设置有信息处理装置，用于接收并储存摄像头采集的图像信息，并分析桥梁结构健康。
进一步，所述机械手由可转动连接的支撑臂和可弯转伸缩的L型液压支臂组成，所述支撑臂横向设置，支撑臂的一端可转动地连接于桥梁结构健康监测车上的底座上，另一端与L型液压支臂的一端可转动连接；
进一步，所述机械手上设置有障碍感应装置，当测得机械手与前方障碍物在警示距离内时，发出停车指示，收起机械手，避开障碍后再伸出机械手至监测的需要位置；
进一步，所述障碍感应装置为红外感应器或激光测距器；
进一步，所述信息处理装置包括图像信息分析系统，所述图像信息分析系统具体包括
结构裂缝分析模块，对接收的图像信息进行裂缝位置、形状和宽度识别；以及
结构应变增量分析模块，在指定应变测试位置设置多个设定间距的特征点，比较特征点在不同监测时间获取的图像中位置的变化得到该位置的对应方向的应变增量值；
进一步，所述桥梁结构健康监测车还安装有高精度GPS定位装置，用于确认监测车当前位置和测量桥面线形；
进一步，所述桥梁结构健康监测车还包括安装有桥梁结构动态信息采集装置，用于采集桥梁结构的动力特征信息数据。
进一步，所述信息处理装置还包括分析比较模块，将本次检测到的裂缝及缺陷、特征点的应变、桥面线形数据和桥梁结构的动力特征信息数据与历史数据进行分析比较，结合对桥梁结构的分析计算判断结构的健康状况；
本发明的桥梁结构健康监测车，将现有技术中固定安装于指定桥梁结构的健康监测采集和传输装置，以及监测室内的信息接收、储存装置和分析处理系统全部集成到一辆自行走可依次监测多座桥梁的桥梁结构健康监测车上，可按需要的监测频率(如一周、月、季或年)对所监测的数座桥梁进行轮流检测，通过对历次检测的裂缝及缺陷状况、关键点的应变、桥梁动态数据和桥面线形数据(挠度变形)进行分析比较，判断结构的健康状况及病害发展情况，并以可视化的图像明确指出病害状况及部位。即实现了一辆桥梁结构健康监测车可以同期对数座桥梁进行健康监测；并具有可视，易保养维护，数据的采集、传输、存储直接、可靠，分析处理方便，并可方便地根据需要增减监测硬件和修改系统分析处理软件。
本发明的桥梁结构健康监测车可在现有的桥梁检测车的基础上进行改装，去掉站人的工作平台，而在可弯转伸缩的L型液压支臂上设置摄像装置，由于载重减轻以及无须考虑人生安全，可显著降低桥梁结构健康监测车的可弯转伸入桥下的机械手的重量和构造复杂性，降低成本；本发明的监测设备设于车上，便于维护，同时一辆监测车可在不同时间对多座桥梁进行监测，无须在每座桥梁设置监控系统，监测成本低；支撑臂和L型液压支臂上设置有障碍感应装置，可在前方有电杆、路灯、拉索或桥墩等障碍物的情况下提示驾驶人员采取相应的避让措施或自动停车；在桥梁结构健康监测车上设置高精度GPS定位装置，可标示结构损伤位置，还可获得桥面连续曲线数据，以分析桥梁挠度等形变。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：
图1示出了桥梁结构健康监测车的结构示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1，本实施例的桥梁结构健康监测车，可在现有的桥梁结构健康监测车基础上改装而成，所述桥梁结构健康监测车上设置有可弯转伸入桥下的机械手1，所述机械手1由可转动连接的支撑臂11和可弯转伸缩的L型液压支臂12组成，所述支撑臂11横向设置，支撑臂11的一端可转动地连接于桥梁结构健康监测车上的底座3上，另一端与L型液压支臂12的一端可转动连接，所述L型液压支臂12由可伸缩的多节支杆组成；所述机械手1上间隔设置有多个摄像头2，用于采集桥梁底部和侧面的图像信息；所述机械手1上还设置有障碍感应装置，当测得机械手与前方有电杆、路灯、拉索或桥墩等障碍物在警示距离内时，发出停车指示，收起机械手，避开障碍后再伸出机械手至监测需要位置，所述障碍感应装置可选用红外感应器或激光测距器；在桥梁结构健康监测车上还安装有高精度的GPS位移测量装置，用于测量桥面线形及指示损伤位置；桥梁结构健康监测车内设置有处理装置，用于接收并储存摄像头2采集的图像信息，并分析桥梁结构健康，所述处理装置可选用PC机等具有数据处理功能的设备，所述处理装置包括图像信息分析系统，所述图像信息分析系统具体包括：
结构裂缝分析模块，对接收的图像信息进行裂缝识别，结合GPS数据，判断裂缝位置、形状和宽度识别；
结构应变增量分析模块，在指定应变测试位置设置多个间隔的特征点，比较特征点在不同时间获取的图像中位置的变化得到该位置的对应方向的应变增量值；
所述桥梁结构健康监测车还包括安装有桥梁结构动态信息采集装置，用于采集桥梁结构的动力特征信息数据。
处理装置还包括分析比较模块，将本次检测到的裂缝、特征点的应变、桥面线形数据和桥梁结构的动力特征信息数据与历史数据进行分析比较，结合对桥梁结构的分析计算判断结构的健康状况。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.桥梁结构健康监测车，所述桥梁结构健康监测车上设置有可弯转伸入桥下的机械手，其特征在于：所述机械手上设置有至少一个摄像头，用于采集桥梁底部和侧面的图像信息；桥梁结构健康监测车内设置有处理装置，用于接收并储存摄像头采集的图像信息，并分析桥梁结构健康。
2.如权利要求1所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述机械手由可转动连接的支撑臂和可弯转伸缩的L型液压支臂组成，所述支撑臂横向设置，支撑臂的一端可转动地连接于桥梁结构健康监测车上的底座上，另一端与L型液压支臂的一端可转动连接。
3.如权利要求2所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述机械手上设置有障碍感应装置，当测得机械手与前方有障碍物警示距离内时，发出停车指示，收起机械手，避开障碍后再伸出机械手至监测需要位置。
4.如权利要求3所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述障碍感应装置为红外感应器或激光测距器。
5.如权利要求1至4中任一项所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述处理装置包括图像信息分析系统，所述图像信息分析系统具体包括
结构裂缝分析模块，对接收的图像信息进行裂缝位置、形状和宽度识别；以及
结构应变增量分析模块，在指定应变测试位置设置多个间隔的特征点，比较特征点在不同时间获取的图像中位置的变化得到该位置的对应方向的应变增量值。
6.如权利要求5所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述桥梁结构健康监测车还安装有GPS位移测量装置，用于测量桥面线形和标示损伤位置。
7.如权利要求6所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述桥梁结构健康监测车还包括安装有桥梁结构动态信息采集装置，用于采集桥梁结构的动力特征信息数据。
8.如权利要求7所述的桥梁结构健康监测车，其特征在于：所述图像信息分析系统还包括分析比较模块，将本次检测到的裂缝、特征点的应变、桥面线形数据和桥梁结构的动力特征信息数据与历史数据进行分析比较，结合对桥梁结构的分析计算判断结构的健康状况。
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