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湖南水下檢測告訴您橋梁水下檢測的一些方法
編輯:長沙潛達潛水打撈服務有限公司   時間:2019-05-09

湖南水下檢測提醒您目前我國橋梁水下結構的檢測仍讓處于起步階段,甚至在相關規范中沒有明確的規定和要求。既有橋梁水下墩臺、基礎的沖刷以及結構的外觀缺陷如何進行檢測和評估也是橋梁檢測的重要內容,隨著技術的進步這也是我們橋梁管理、養護應該關注的問題。我們近幾年也經常能看到“蛙人”對橋梁水下結構檢測的新聞,其實“蛙人”也就是我們常說的潛水員。潛水員對橋梁進行檢測通過潛入水下通過觸摸、觀察等手段來實施檢測,而檢測人員通過潛水員的描述來判斷橋梁水下結構的病害和缺陷。由于橋梁檢測的專業性很強,因此潛水員的檢測有點類似于“盲人摸象”。本文對橋梁水下結構的檢測方法進行簡單的總結,以起到拋轉引玉引的作用來推動我國橋梁水下檢測技術的發展。

一、水下視頻檢測的方法

    水下攝像系統一般包括水下攝像機/攝像探頭、傳輸線纜和圖像采集設備,水下攝像機和連接線纜要求具有水密性。水下視頻檢測系統檢測時將水下攝像機/攝像探頭下放至水下待檢測的部位,水下攝像機連接的數據線纜將圖像傳輸至圖像采集設備,通過圖像采集設備來顯示攝像機在水下的位置以及實時采集的圖像。在實施橋梁水下檢測時圖像采集設備可以進行全過程的錄像,檢測人員可以通過視頻播放來進行后續結構病害的分析,此外在檢測時發現結構的病害可以進行視頻的截屏,并記錄病害的位置以及截屏病害圖像的編號。

水下視頻檢測系統檢測橋梁時可以采用以下幾種方法:(1)以船只或皮劃艇為載體,將圖像采集設備放置在船只或皮劃艇上,行至測試位置將水下攝像機通過絞車逐漸下放至水中檢測;(2)水下視頻檢測系統通過潛水員在指定位置下潛,攜帶攝像機對橋梁水下結構進行檢測;(3)采用水下橋梁結構檢測時,水下視頻監測系統采用水下機器人搭載的方式。

二、水下機器人檢測的方法

    前面在介紹水下視頻系統時介紹了機器人搭載視頻系統的方式,此外水下機器人檢測橋梁水下結構時還可以搭載超短基線定位系統、單波束聲吶、多波束聲吶系統進行水下結構物的掃描、定位和測量工作。

采用水下機器人搭載視頻及多波速二維掃描聲納掃描成像的方法進行水下結構物的檢測。該系統主要功能應包括以下幾個方面:

1、水下機器人(ROV):能夠下潛深度滿足水下檢測要求,能夠通過控制臺控制機器人的運動,機器人應采用觀察級機器人;

2、機器人應配備導航定位系統,目前通長采用超短基線水聲定位系統。

3、視頻監控系統:該系統主要搭載在機器人上對結構物的進行監測,視頻系統能通過控制系統的顯示屏進行適時顯示,并按要求能進行控制拍攝結構損傷、缺損的照片或視頻資料;

4、二維多波速聲納:在水質混濁或想獲得結構物缺損詳細資料時,聲納對結構物進行二維掃面,對結構的缺損進行相對精細的掃描。

5、水下機器人應配備機器手 水下檢測可能會在水中遇到復雜的檢測環境,配備基本的機器手可以在檢測過程中進行必要的控制和操作。

    水下機器人一般包括水下潛器、臍帶纜、水面控制臺、附件工具等幾個部分。水下潛器包括電子倉、起落架、推進器、照明燈、視頻攝像系統等部分;水面控制臺包括控制筆記本電腦、液晶顯示屏、完整系統控制軟件、USB手動控制器等部分。

三、水下三維激光掃描系統

目前,雖然水下激光掃描測量系統的作用距離還比較近,但其百倍于聲納的分辨率使得該革命性的技術的應用前景非常廣闊,國外已經廣泛用于水下建模、仿真、目標重建、水下結構檢測、大壩橋梁安全評估、海洋油氣、核電站檢測、管道變形檢測等領域。水下激光三維掃描產品目前最好的產品水下激光掃描儀精度能達到mm級,但其測試距離距結構物距離較近,測試距離在1~5m,而且測試的點云數據在構建實體模型需要通過CAD或其它專用軟件進行處理。

通過三維激光掃描儀安放在待測橋梁結構物附近的不同的測站進行三維掃描,并將不同測站的數據拼接進行點云數據的建??梢詫崿F對結構物的檢測。三維激光掃描技術在實際橋梁水下結構的應用案例較少。

四、聲吶檢測技術

目前國內外水下目標聲納探測技術已經有很大的進步,出現了很多不同類型、功能各異的聲吶,其中具有高測量效率、高測量精度、高分辨率的多波束勘測技術適合于大面積的水下測繪作業。側掃聲納也是人們常用的水下探測工具。它分為低頻側掃聲納、高頻側掃聲納和雙頻側掃聲納。低頻側掃聲納非常適合于對水下管線、大推進器、沉船等進行搜索定位。高頻側掃聲納可提供高分辨率的圖像,盡管其作用距離比低頻側掃聲納近一些,但較低頻系統能更詳細地顯示目標的細微特征,雙頻側掃聲納同時具有低頻系統的遠距離和高頻系統的高精度兩個優點。此外還有合成孔徑聲吶掃描技術也可以用于水下結構物的檢測。

   主動聲吶的原理是利用發射基陣向水中發射聲脈沖,通過這些脈沖而產生的回聲對水下目標進行測距、定位以及識別。水下機器人利用搭載的聲吶對水下橋墩進行檢測,將機器人游到兩橋墩之間進行360°掃描,并且盡量使機器人靜止不動。


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