桥梁检测轻质长臂机器人设计与试验研究

针对高墩、高厚度桥梁主梁底部表面快速、高效的检测需求，提出一种搭载在轻型移动平台上的电驱动轻质长臂机器人。通过合理的机构构型设计、结构优化设计实现了长臂机器人本体的轻量化，该机器人搭载在轻型移动平台上，可沿人行道行走，并能在桥检现场快速布置开展检测作业。实际运营公路桥梁的拍照检测试验表明：1)机器人在桥面上稳定停靠后，可通过运动规划展开到位；2)利用其末端配备的视觉检测云台，实现对主梁底部的拍照详检；3)初步验证了长臂机器人作业能力和检测功能，为未来实现大型桥梁主梁的自动化检测作业奠定基础。     

意大利一座钢桁架桥的维修加固

<正>意大利佩鲁贾某钢桁架桥跨越台伯河,1914年修建,上部结构由3跨连续石拱桥和2跨连续钢桁架桥组成(见图1),桥长约116.05 m,跨径分布为3×10.35m+2×42.5m。钢桁架桥由顺桥向平行的3片纵桁梁组成,梁高4.0 m,纵桁梁间距2.25m,纵桁梁由上下弦杆、斜腹杆和竖腹杆铆接构成。钢桁架桥的桥台和桥墩均为混凝土结构,桥台上安装可活动支座,桥墩上安装固定支座。地震时顺桥向的水平惯性力集中作用在钢桁架桥的桥墩上。     

公路桥梁智能检测技术研究进展

为促进公路桥梁智能检测技术的发展，系统梳理了桥梁智能检测装备、智能检测方法、智能损伤识别算法、智能安全评价及养护决策的发展现状与趋势。综合分析表明：随着桥梁智能检测技术的发展，针对桥梁检测环境和构件特点，出现了包括无人机、移动机器人、环形爬升机器人、多功能检测机器人、爬索机器人、水下机器人、声呐探测装置等多种类型的智能检测装备。智能检测装备大多采用搭载的图像采集装置进行病害信息收集，其避障及抗环境干扰能力和图像采集精度是设备性能表征的关键；在智能检测方法领域，图像采集技术、激光点云扫描技术、全息摄影技术发展日趋成熟，探地雷达、干涉合成孔径雷达及声呐探测技术可作为桥梁基础及冲刷深度检测的有效手段；但以光纤传感、热成像技术、声发射技术、超声波检测、电磁传感为特征的桥梁检测新技术，其抗环境干扰的能力还有待提升，需要进一步的工程验证。随着桥梁智能装备能力的提升、智能检测技术的发展，不同类型海量数据的涌现，传统的从病害、构件、部件到结构的分层综合安全评价算法已不能适应，采用数字孪生技术进行结构状况的实时再现与评价，以多源数据融合技术进行区域级、路网级桥梁服役性能及抗灾韧性评价是桥梁智能检测与安全评估的主要发展方向。     

浦东大道管线桥先梁后拱架设方法研究

浦东大道管线桥为提篮双层桁架拱桥,桥梁计算跨径112 m,其上部结构为全钢结构,施工方法和设备受限于桥位处复杂的周边条件。经分析确定采用先梁后拱的施工顺序先分段吊装钢桁架,钢桁架节段支撑于水中搭设的临时支架上,接长支架后再分段吊装双幅拱肋。除南侧拱脚采用大型汽车吊外,其余构件均采用浮吊安装,并结合CAD技术对不同吊装工况进行模拟,确定南、北拱肋采用不同型号的浮吊。     

基于多型智能桥检装备的梁桥联合检测技术研究

为解决桥梁检测机器人实桥检测过程中所面临的适用性问题，采用对已有研究成果归纳总结和桥梁检测机器人实桥应用验证的方法，对多型桥检测装备共同作业下的梁桥联合检测技术进行了研究。主要研究结果为：1)无人机初检，长臂、爬壁机器人根据初检结果抵近详检的联合作业模式，可减少检测过程的盲目性，大幅度提高检测效率；2)无人机、长臂、爬壁机器人在检测过程中将面临许多约束问题，检测前的事先路径规划可提高检测过程中的安全性；3)无人机、长臂机器人检测过程中应避免过多的转弯操作，无人机飞行策略和长臂机器人巡行采集模式宜采用转弯次数较少的短边向“S”形采集；4)通过苏家沟特大桥和玉带河桥的应用验证表明，本文所提出的规划内容可在一定程度上解决检测机器人实桥检测过程中的适用性问题。     

基于蛇形机器人多传感器数据融合的缆索缺陷自动检测方法

为了实现斜拉桥缆索的自动无损检测,针对斜拉桥缆索自动无损检测方法进行研究,提出基于蛇形机器人多传感器数据融合的缆索缺陷自动检测方法.通过搭载多传感器的蛇形机器人螺旋攀爬运动,实现在役自动检测;利用数据融合技术对多传感器的数据进行融合实现桥梁缆索缺陷的自动检测,在数据层采用加权平均进行信号融合,在特征层采用支持向量机作为...     

钢桁架悬索桥检测与评估

通过对某运营25年的钢结构悬索桥的外观检查、主缆线形和钢桁架变形测量及现场结构动力特性试验,从桥梁结构外观现状、主缆安全系数、钢桁架的变形和静动力特性等诸方面分析了该桥目前的实际工作状态,并做了较为全面的性能评估,可为该桥今后的运营管理及扩能改造提供参考。     

钢桁架梁的顶推安装方法

该文结合新江桥工程对顶推法施工进行了简要的分析,介绍了钢桁架梁顶推安装过程中的设备选项、安装检查、顶推施工及安全监控等环节的注意事项。     

老龄桁架桥的检测评估方法

由于现有规范采用的钢桁架桥的检测与评估方法无法满足结构承载力与剩余寿命评估的需要,结合上海市外白渡桥研究一种适用于老龄钢桁架桥的检测与评估方法。首先依据交通调查资料,采用Monte-Carlo法建立交通荷载模型,得出结构的最大内力与疲劳应力谱;然后切取实桥锈蚀构件进行试验,分析锈蚀对结构承载力的影响规律,根据量化的锈蚀程度检测结果计算构件的剩余承载力;最后采用基于断裂力学理论的损伤容限计算方法分析桥梁的剩余使用寿命。对外白渡桥的分析结果表明:该桥有40根杆件、4个节点板的承载力及8个构件的剩余寿命无法满足继续使用的要求。     

一种用于钢桁架桥的BWIM方法

通过在钢桁架桥上布置应变测点,进行动态应力监测,获得应变历程数据.利用滤波处理后的应力监测数据,采用BWIM(桥梁动态称重)方法,进行荷载反推,得到实际过桥车辆荷载.利用该方法对2座实桥进行荷载反推,所有过桥车辆全部识出,统计所得车重分布与实际车重分布符合较好.实践表明BWIM方法具有对交通干扰小、简单易行、采集数据全面、操作费用低等优点.该方法用于大跨连续钢桁架桥的交通荷载反推具有一定精度,可采集交通量、车重、车速、车头间距等多种信息.     

开敞式钢桁梁桥的设计

钢桁架桥因其受力明确、建筑高度低、施工周期短等优势,在城市跨节点桥梁中具有较高的竞争力,开敞式钢桁架桥更兼具通透性良好、节点构造简单等特点。结合工程实例,研究了开敞式钢桁架桥的静力、稳定性以及抗震性能,并分析了桥面系小纵梁对横梁受力特性的影响。由此得出一些有益的结论:下承式简支梁桥结构高度较低、景观性较好;开敞式桁梁桥结构受力较好、刚度较大、空间稳定满足要求、抗震性能好;桥面系小纵梁可增大端横梁的恒载分配比例,提高中横梁的活载横向分配。     

韩国桥梁缆索检测机器人研究

缆索是桥梁的重要构件,将机器人技术与无损检测技术结合改进,可开发出实用缆索检测机器人技术。为给桥梁缆索检测机器人的研发和应用提供指导,介绍既有缆索结构无损检测和机器人检测维护技术,重点介绍韩国2010年开始研发的2种桥梁缆索检测机器人的硬件和结构特点。利用目视检查和基于图像处理的检查、基于振动的索力测量、超声波检查、磁学方法和射线照相法等无损检测方法和功能模块,一些国家已经开发了一些用于管道、线路和缆索结构的检测机器人。2010年韩国制定了桥梁缆索检测机器人系统研究计划,主要开发了应用于斜拉桥和悬索桥的桥梁缆索检测机器人。这2种桥梁缆索检测机器人的硬件具有独特的功能,适应缆索直径范围较宽、荷载能力较大,能实现无线控制和通信传输,以及有效的机械电气自锁安全保障功能。试验结果表明,缆索检测机器人可以检测缆索内部钢丝缺陷,基于图像处理技术,可以感测3种不同类型缆索表面各种取向的裂纹状表面缺陷。     

某钢桁架悬索桥的病害检测与分析

以某病害较严重的钢桁架悬索桥为工程案例,重点介绍了对主缆及钢桁架加劲梁变形的测量及数据对比分析结果,以及重要构件锈蚀状况的检测结果。数据对比分析中,采用了频率法和千斤顶法对吊杆索力进行测量及修正,并利用空间节点平衡理论计算出主缆各段索力,结果表明,主缆、主桁架的空间变形与主缆及吊杆索力之间存在一定的关联性。此外,对频率法检测索力的局限性及适用性进行了总结,并依据疲劳损伤度理论对吊杆进行了预期剩余使用寿命计算。结论中提及了该桥养护及维修加固需要特别考虑的问题,可为同类桥梁的检测、养护、管理工作提供参考依据。     

大跨度变高度连续钢桁架桥设计

基于园区景观的需求,桥梁采用(50+110+50)m变高度连续钢桁架结构,桥梁整体造型优美,与周边建筑景观相协调。上部梁采用开口式、半穿式钢桁架形式,结构较为新颖;主桁杆件中弦杆采用开口π形截面,腹杆采用格构式截面,杆件连接节点采用夹板式构造,为今后钢桁架桥的设计提供了新的思路;桥梁上铆钉使用数量达10万余颗,热铆工艺的大量使用表明铆接工艺在特定场合仍有其优势,同时也为现代钢桥的设计拓展了思路[1-3]。现主要介绍了该桥的总体布置,结构设计要点,结构静、动力分析结论及主要施工方法。     

某人行桥整体构形的三维激光扫描检测方法

为了研究桥梁在设计、建设、运营阶段因为各种因素产生变形的检测方法,避免传统检测方法的缺陷,解决数据采集和数据处理两方面的问题。针对某运营期人行桥,采用了Laica Scan Station P40三维激光扫描仪对其整体构形进行了检测,该仪器具有快速性、非接触性、主动性,实时地获取数据且有高密度、高精度等特点,并不受光线限制。在数据采集方面,通过几何分析方法分析了测站间距、扫描入射角、扫描分辨率等关键扫描参数的优化方法,以保证扫描精度,并经实例验证利用该方法设置测站与扫描率获取点云质量良好。在点云数据处理方面,结合点云配准、去噪、压缩等预处理算法,采用了逆向建模技术给出了该复杂结构桥梁运营期的整体构形,分析了其与设计理论成桥状态构形之间的构形偏差,并根据获取的点云数据经过拟合计算得到复杂构件的构形。将该复杂结构桥梁运营期的模型与设计理论成桥状态的模型对比发现:该桥主缆整体向下变形,向内侧倾斜,并且边跨主缆变形较大;桥塔向跨中倾斜;梁体跨中断面向下变形,边跨变形大于中跨变形。结果表明:3D激光扫描技术可精确获得桥梁在某时刻的整体空间构形,通过激光扫描技术建立其电子档案,可用于评估其健康状态随运营时间的变化情况,为全面分析复杂结构桥梁及其各构件的运行状态提供技术资料。     

鄄城黄河公路特大桥波形钢腹板PC结合梁施工技术

山东鄄城黄河大桥为主跨120 m的大跨径全连续波形钢腹板PC结合梁公路桥。综述该桥主要施工技术:采用支架法施工0号块;利用特制桁架安装定位首块波形钢腹板;通过标高、轴线及节段钢腹板变形控制桥梁线形;波形钢腹板悬臂节段采用桁车悬浇施工;波形钢腹板现场采用螺栓先临时固定后施焊的连接方法;钢-混凝土结合部位施工时应重点控制混凝土施工,同时设置横坡及安装止水带来防水。     

测量机器人在大跨径桥梁检测中的应用研究

挠度、位移、线形测量是桥梁检测的重要组成部分,是桥梁质量和安全性评估的重要指标。为克服原有测量方法的不足,介绍了一种新的测量方法,首先在桥上安装合作目标,然后利用测量机器人在加载前后分别获取合作目标的几何信息,最后计算出相应的挠度、位移、线形。通过对该方法精度的推导和分析,论证出该方法能满足桥梁检测的精度需要。结果表明该测量方法精度高,速度快,具有广阔的应用前景。     

北京市路兴公路新技术有限公司

正北京市路兴公路新技术有限公司成立于1992年,原交通运输部公路科学研究院院属公司,现为中公高科养护科技股份有限公司(SH603806)子公司,北京市高新技术企业,主要从事公路和桥梁检测设备的研发、生产和应用。公司以"自主创新、科技领先"为发展战略,跟踪国际先进检测技术,自主创新,开发了多种路面和桥梁高效检测设备。主要产品有:ZCD系列路面平整度测试仪、LPS系列激光断面仪、MLS系列激光车辙测试仪、SFC系列路面横向力系数测试车、JG系列自动弯沉仪、FWD系列落锤弯沉仪、HD系列高速激光弯沉仪和毫米波专用桥梁检测设备等。公司先后获得国家科技     

北京市路兴公路新技术有限公司

正北京市路兴公路新技术有限公司成立于1992年,原交通运输部公路科学研究院院属公司,现为中公高科养护科技股份有限公司(SH603806)子公司,北京市高新技术企业,主要从事公路和桥梁检测设备的研发、生产和应用。公司以"自主创新、科技领先"为发展战略,跟踪国际先进检测技术,自主创新,开发了多种路面和桥梁高效检测设备。主要产品有:ZCD系列路面平整度测试仪、LPS系列激光断面仪、MLS系列激光车辙测试仪、SFC系列路面横向力系数测试车、JG系列自动弯沉仪、FWD系列落锤弯沉仪、HD系列高速激光弯沉仪和毫米波专用桥梁检测设备等。公司先后获得国家科技     

挪威贝特斯塔大桥斜桩承台钢围堰设计与施工

目前国内外桥梁水下基础施工技术已经较为成熟,但不同的地理环境、水文地质条件、基础结构形式以及可利用的施工设备等都会使其施工方案和工艺存在较大差异。挪威贝特斯塔大桥位于挪威中部北极圈附近且跨越海峡,在该桥的深水钢管斜桩承台钢围堰设计和施工时,采用钢管斜桩群上设置围堰支撑、围堰整体定位和安装、钢混叠合板封底、竖向抗浮岩锚等方法,实现钢围堰整体安装。该桥应用效果表明:钢围堰设计和整体安装工艺具有较好的安全性和实用性。