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公路桥梁智能检测技术与装备研究进展 摘要：公路桥梁检测是保证桥梁结构安全稳定的重要过程，智能检测技术与装备可进一 步辅助桥梁检测专家完成桥梁服役性能的评估。本文对公路桥梁智能检测技术与装备研究进 展进行了探讨。 关键词：公路桥梁；智能检测技术；装备研究 引言 随着国民经济发展的需要以及国家经济实力的支持，一座座桥梁拔地而起，跨越江河湖 海，联通深沟峡谷，优化交通基础设施空间布局，推动现代化经济体系发展和交通强国建设。 为了进一步保证交通运输安全稳定可靠，我国公路交通基础设施发展从快速建设逐渐向养护 管理趋势转变：加强检测养护水平专业化、信息化发展，完善数据采集、检测诊断、维修处 治技术体系，进而有效强化设施耐用性和可靠性。 1公路桥梁智能检测技术研究 根据对公路桥梁基础设施智能检测技术的研究，机器人设备可搭载不同的传感器实现桥 梁内部、外部构件的智能无损检测。不同的无损检测方法可根据桥梁结构的种类(预应力混 凝土结构、钢结构、砖结构等)，针对性地设计检测方案。常见的检测方式可按原理分为基 于机器视觉的桥梁病害检测方法、基于电磁波的桥梁病害检测方法、基于机械波的桥梁病害 检测方法、基于电磁传感器的桥梁病害检测方法、基于放射射线的桥梁病害检测方法。 1.1基于机器视觉的桥梁病害检测方法分析 随着人工智能技术的快速发展，机器视觉是当前智能装备主流的公路桥梁表面病害检测 方法。其中，桥梁裂缝是结构退化的早期迹象之一，持续暴露的裂缝也将导致桥梁结构进一 步恶化。结构表面裂缝类型、数量、长度、宽度的分布情况也揭示了桥梁的病害恶化程度， 同时较细的裂缝检测精度也是行业检测的难点问题。 1.2基于电磁波的桥梁病害检测方法分析 基于电磁波的桥梁病害检测方法通过特定设备发射不同种类的电磁波，在特定的介质上 发生反射和折射，并通过特殊的接收装置检测特殊的电磁波信号，进而发现桥梁内部的异构 情况。此类方法可以按照电磁波的频率分为红外热成像法和探地雷达法。 1.3基于机械波的桥梁病害检测方法分析 基于机械波的桥梁病害检测方法通过特定设备发射不同种类的振动，与桥梁结构在不同 频率上发生共振，并根据不同的信号接收频率发现桥梁构件内部的病害缺陷。此类检测方法 可以按照机械波的频率和发射方式分为冲击回波法、声波发射法和超声波检测法。 1.4基于电磁传感器的桥梁病害检测方法分析 由于钢筋、缆索、钢板等钢结构具有导电、导磁的特性，同时此类钢构件通常是桥梁主 要承载应力的单元，因此，通过检测钢构件内电场、磁场的变化也是有效检测桥梁现役状态 的手段。常见的基于电磁传感器桥梁病害检测方法可分为涡流检测法和漏磁检测法。 1.5基于放射射线的桥梁病害检测方法分析 预应力混凝土结构及钢结构桥梁深层病害检测一直都是无损检测研究的难点。随着粒子 放射设备逐渐便携化和轻量化，基于放射射线的桥梁病害检测方法可用于桥梁深层结构检测， 主要可分为射线检测法和中子探针法。 2公路桥梁智能检测装备研究 公路桥梁智能检测装备依托智能检测技术及自动化机器人技术发展，针对检测过程中特 定的操作模式、电源、数据采集类型和精度需求，设置特殊的结构、尺寸和功能设计。根据 需要检查的区域或构件，主要可以分为以下6种类型的公路桥梁智能检测装备：桥面自动检 测平台、梁底检测平台、缆索检测机器人、巡检无人机、吸附式检测机器人以及水下检测机 器人。各类型代表性的机器人及常规检测区域。同时，各检测装备间也存在互补关系：一是， 首先路面检测需求与交通荷载直接相关，可主要基于路面自动检测平台实现检测；二是，通 过桥底检测平台可实现与路面检测相对应的桥底检测过程，结合桥面检测平台共同完成桥梁 面板上下表面的检测过程；三是，对于特大跨径桥梁，缆索结构是连接桥梁面板的主要受力 构件，各类缆索检测机器人可有效实现检测；四是，针对较高区域的缆索、桥塔等区域，仍 需要巡检无人机覆盖更大范围的桥梁检测；五是，吸附式检测机器人也可进一步解决无人机 无法抵近观察的痛点，同时也可以实现箱梁内部的检测；六是，针对水下基础等特殊检测需 求，仍需要各类水下检测机器人辅助检测。 3公路桥梁智能检测技术与装备研究进展 随着人工智能和数字图像处理技术的快速发展，人工目视检测演化的机器视觉表观检测 方法成为智能检测装备在公路桥梁外表面检测的主要技术手段，不同类型的无损检测方法也 可进一步为桥梁内部病害检测提供数据支持，实现桥梁检测数据可定位、可对比、可溯源、 可监督。与此同时，无