一种利用视频检查系统对桥梁结构进行视频检查的方法

摘要

本发明公开了一种利用视频检查系统对桥梁结构进行视频检查的方法，其利用检查系统在桥梁经常检查中的使用步骤分为七步：分别为确定位置、组合设备、固定架台等7个步骤。本发明的优点是：细致全面、自动化程度高、轻便快捷，更加科学化，系统化。

说明书

技术领域

本发明涉及一种检查方法，尤其涉及一种利用视频检查系统对桥梁结构进行视频检查的方法，属于桥梁结构检查技术领域。

背景技术

根据中华人民共和国建设部于2004年3月1日颁布实施的《城市桥梁养护技术规范(CJJ99-2003)》和2004年6月28日颁布实施的《公路桥涵养护规范(JTG H11-2004)》的规定。桥梁的检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。

《公路桥涵养护规范(JTG H11-2004)》3.2.1规定，经常检查的周期依据桥梁技术状况而定，一般每月不得少于一次，汛期应加强不定期检查。《城市桥梁养护技术规范(CJJ99-2003)》城市桥梁养护等级分为三个等级，各等级的城市桥梁必须进行经常检查。经常检查的周期规定如下：

1、城市桥梁的I等养护，即城市主干路、城市快速路上的桥梁及特大桥梁和特殊结构的桥梁的经常检查周期为一天；

2、城市桥梁的II等养护，即城市桥梁中区域集会点、商业区及旅游路线或市区之间的联络线、主要地区或重点企业所在地桥梁的经常检查周期为三天；

3、城市桥梁的III等养护即城市支路和街坊路上桥梁的经常检查周期为七天；

截至2009年末，我国桥梁累计达66万余座，每座桥梁按规定要求均需进行经常检查，桥梁养护管理单位经常检查的工作量十分巨大。

经常检查以目测为主，由经过培训的专职桥梁管理人员或有一定经验的工程技术人员负责，检查内容包括桥面检查和桥梁上、下部结构检查。主要检查桥梁的异常变化、缺陷、变形、沉降、位移，伸缩装置的阻塞、破损、联结松动等。并现场填写《桥梁日常巡检日报表》，登记所检查桥梁的缺损类型、维修工程量，提出相应的养护措施。

经常检查由于检查频繁、工作量大、工作距离长等原因不宜配备较大、较重的装备，经常使用的装备是便于携带的高倍望远镜、数码相机、架梯等。检查人员在桥面上检查桥面，在桥梁下检查桥梁的上、下部结构和支座。对于发现的病害使用数码相机拍摄留证照片。

目前的桥梁检查主要存在以下不足之处：

1、桥检人员需要下到桥梁下才可完成桥梁上、下部结构的检查。由于桥梁的用途多为跨河、跨线、跨沟，并且桥梁大多没有桥下行走通道。桥检人员到桥下检查的工作强度和危险性都很高。

2、受桥梁结构(如高桥)和桥梁所处环境(如水桥)的限制，桥检人员借助架梯、小船和高倍望远镜等工具也无法全部完成桥梁下的检查，使这些桥梁长期存在大量漏检，增加了桥梁的安全隐患。

3、发现病害后使用普通数码相机拍摄留证照片。由于无法在照片中加注拍摄现场的位置信息，桥检人员只能在现场记录照片的名称，回到基地后通过其他手段将留证照片与桥检记录合并。增加了桥检人员的工作量和出错几率。

4、由于高倍望远镜不具备拍摄功能，使用高倍望远镜进行的目测检查，很难拍摄留证照片。桥检人员只能以文字记录的方式描述发现的病害。

5、桥梁经常检查的表格为手写填写的纸质表格，不利于阅读、保存和查询。

发明内容

本发明提供了一种利用视频检查系统对桥梁结构进行视频检查的方法，以解决上述问题中的不足之处。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用视频检查系统对桥梁结构进行视频检查的方法，本发明利用检查系统在桥梁经常检查中的使用步骤如下：

1)、确定位置，检查人员按照桥梁检查的要求确定检查位置后，携带设备到达确定的检查位置；

2)、组合设备，将视频组件与架台连接；安装架台电池和视频组件电池，启动架台、视频组件；

3)、固定架台，展开架台后将固定卡具靠在桥梁护栏外侧，推动移动卡具I或II将架台固定在桥梁护栏上；

4)、展开多节伸缩套杆，按下架台的下降按钮，展开多节伸缩套杆1到需要的位置；

5)、检查、记录，打开操作终端，启动应用软件，即可开始检查。检查人员首先应当在应用软件中选择待检桥梁的名称、孔号、墩号，记录GPS位置信息，然后通过应用软件控制视频组件，对桥梁结构进行全方位的检查、拍照、记录，对于有疑似病害的区域或距离远的区域可以通过调节视频组件的高倍光学变焦镜头，放大目标物的影像，进行细部观察或定格拍照，同时可在存储的照片中附加检测时间、病害位置、病害种类、病害程度等特征信息；如果发现有重大、紧急的病害可以通过操作终端的3G网络发送现场采集的病害图片，及时向上级领导汇报；

6)、一个位置检查完成后，将视频组件收回，按下回收按钮，收纳多节伸缩套杆，松开移动卡具I或II，将架台从护栏上取下，移动到下一检测位置；重复上述3、4、5步骤；

7)、一座桥梁检查完成后，即可在操作终端中完成桥梁经常检查报告；然后收回视频组件，收纳多节伸缩套杆，松开移动卡具，将架台从护栏上取下，关闭架台、视频组件，卸下视频组件收入包装中，折叠架台收入包装中，关闭操作终端收入包装中。

使用本方案中检测系统的本发明，可以实现桥梁经常检查在桥面上完成，发现病害后可即时拍摄留证照片，并可将检查时间、病害位置、病害种类、病害程度等信息标注在照片上，最后形成电子化填写的桥梁经常检查表格，从而彻底解决了上述现行桥梁经常检查方法中存在的问题。本发明使用的检测设备作为桥梁经常检测的辅助设备，可以有效地提高桥梁经常检查的效率，降低桥梁经常检查的工作强度。

本发明所采用的检查系统的特点是：

(1)细致全面：实现高清晰的桥梁健康检查，有效避免漏检、错检，早期发现桥梁病害，真正落实桥梁巡检质量要求。

(2)自动化：自动化程度高，有效保障现有人员编制下完成规定周期的巡检任务。

(3)可视化：生成图像图片成果，附加时间、坐标、分类信息。可视化检查数据记录，支持非结构化数据的分析与检索。

(4)系统化：支持完整全面的桥梁生命周期健康档案建立，为桥梁病害的发生、发展和预警研究提供有效的数据依据。

(5)规范化：在设施管理上，根据定制的桥梁巡检计划进行桥梁检查工作，并在检查后自动生成桥梁检查日志，规范巡检人员的检查流程，避免人为漏检。

(6)体系化：标准化的数据接口，可与CBMS等桥梁管理系统无缝对接，形成完善的桥梁管理体系数据库。

(7)轻便快捷：设备可单人携带，具有较小的体积和重量，具有便于野外快捷操作的特点。

本发明所采用的检查系统是针对桥梁经常检查开发的便携设备，因此本发明的桥梁经常检查方法对比传统方法有如下优点：

1、不占道。检查在桥梁护栏旁的应急车道上进行，不占用正常行驶的道路，不影响正常的交通

2、不下道。检查在桥面上进行，检查人员不需要下到桥面下进行检查。

3、全面。可以对桥梁的所有构件进行检查，杜绝漏检。

4、高效。检查沿路在桥面上顺序进行，检查资料电子化、档案化、系统化

5、成本低。本发明使用相应的检查系统后可以替代架梯、望远镜、数码相机、记录表格、小船等桥梁经常检查常用设备。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为架台结构示意图。

图2为架台局部结构放大示意图。

图3为架台的收纳状态示意图。

图4为架台在桥梁护栏上的安置示意图。

图5为多节伸缩套杆的套管截面结构示意图。

具体实施方式

本发明所采用的检查系统主要由架台、视频组件和操作终端三部分构成。

如图1、图2所示，架台主要由多节伸缩套杆1、钩挂臂2、固定卡具3、移动卡具I4、移动卡具II5、伸缩钢丝绳6，钢丝绳卷扬器7、马达8、传动齿轮9、导向滑轮10等几部分组成。架台为了减小重量选用铝合金和塑料件制造，整个架台的重量小于11公斤。

如图1、图3所示，钩挂臂2、固定卡具3为可折叠收纳，架台在移动和存放时钩挂臂2、固定卡具3处于收纳状态，可以有效地减小携带时的体积。使用前需将钩挂臂2和固定卡具3展开，并将固定卡具3靠在桥梁护栏的外侧如图4所示，推动移动卡具I4或移动卡具II5即可将架台固定在桥梁护栏上，并使多节伸缩套杆1保持竖直状态。

如图1、图5所示，多节伸缩套杆1收纳时的长度为1.3米，可以方便的放在汽车后备箱中。全部展开时的长度为4.5米，完全可以满足桥梁检查的需要(一般桥梁护栏的高度不大于1.2米，桥梁上部结构的厚度不大于2米)。多节伸缩套杆1的套杆由4段多边形截面的铝合金管13组成，铝合金管13的两端安装有减少摩擦的辊轮11。多边形截面的铝合金管13可以防止伸缩杆的自转，同时多边形的直边便于安装辊轮11。多节伸缩套杆1的伸出端安装有用于连接视频组件的快装器母头12。

如图2所示，伸缩钢丝绳6的一端固定在多节伸缩套杆1的伸出端，另一端缠绕固定在钢丝绳卷扬器7上，中间通过导向滑轮10，钢丝绳卷扬器7上有防止钢丝绳缠乱的螺旋槽。钢丝绳卷扬器7通过防脱绕离合器与传动齿轮9连接，传动齿轮9的一端通过防过载离合器与马达8相连，另一端用作手动回收的连接端。钢丝卷扬器7上的螺旋槽的主要功能是：保证在多节伸缩套杆1展开或收纳时，伸缩钢丝绳6不会发生缠绕。防脱绕离合器的主要功能是：在展开多节伸缩套杆1遇到障碍时防止伸缩钢丝绳6发生脱绕。防过载离合器的主要功能是：在收纳多节伸缩套杆1遇到障碍时防止伸缩钢丝绳6因过载而拉断。

视频组件用于生成桥梁检查的视频图像。寻用可无线传输的云台一体化摄像机就可满足要求。视频组件由SONY公司生产的SNC-RZ25P型云台摄像机加装电池和快装器公头组成。通过安装在云台摄像机上的快装器公头与架台多节伸缩套杆1下端的快装器母头12可以实现视频组件的快速连接、分离，便于现场进行设备的组装、拆装。

操作终端用于接收、存储视频组件的视频图像和安装控制软件，选用具有无线网卡、windows操作系统的可移动电脑就可满足要求。可选用的是联想乐Pad 10.1英寸平板电脑。

本发明利用上述检查系统在桥梁经常检查中的使用步骤如下：

1、确定位置，检查人员按照桥梁检查的要求确定检查位置后，携带设备到达确定的检查位置；

2、组合设备，将视频组件与架台连接；安装架台电池和视频组件电池，启动架台、视频组件；

3、固定架台，展开架台后将固定卡具3靠在桥梁护栏外侧，推动移动卡具I或II将架台固定在桥梁护栏上。

4、展开多节伸缩套杆1，按下架台的下降按钮，展开多节伸缩套杆1到需要的位置；

5、检查、记录，打开操作终端，启动应用软件，即可开始检查。检查人员首先应当在应用软件中选择待检桥梁的名称、孔号、墩号，记录GPS位置信息，然后通过应用软件控制视频组件，对桥梁结构进行全方位的检查、拍照、记录，对于有疑似病害的区域或距离远的区域可以通过调节视频组件的高倍光学变焦镜头，放大目标物的影像，进行细部观察或定格拍照，同时可在存储的照片中附加检测时间、病害位置、病害种类、病害程度等特征信息；如果发现有重大、紧急的病害可以通过操作终端的3G网络发送现场采集的病害图片，及时向上级领导汇报；

6、一个位置检查完成后，将视频组件收回，按下回收按钮，收纳多节伸缩套杆1，松开移动卡具I或II，将架台从护栏上取下，移动到下一检测位置；重复上述3、4、5步骤；

7、一座桥梁检查完成后，即可在操作终端中完成桥梁经常检查报告；然后收回视频组件，收纳多节伸缩套杆，松开移动卡具，将架台从护栏上取下，关闭架台、视频组件，卸下视频组件收入包装中，折叠架台收入包装中，关闭操作终端收入包装中。

本设备可以以单向半幅或双向整幅为单位对桥梁进行检查。操作终端的应用软件能够按照要求生成桥梁完整的检查日志。实地检查完后可将操作终端存储的检查日志导入指定的服务器，利用服务器软件将检查日志进行整理、合并、更新，形成桥梁的健康档案。通过桥梁健康档案可以对桥梁进行健康状况查询、桥梁病害统计等数据展示。管理人员可以通过服务器上的应用软件完成桥梁检查计划的制定，桥梁检查任务的分配，桥梁检查进程的管理，桥梁检查人员的业绩考核等日常管理工作。