橋是空中的路,我國橋梁建(jiàn)造數(shù)量不斷刷(shuā)新記錄,呈現(xiàn)出“百橋飛架南北,天塹變通途”的盛況。但近(jìn)年來發(fā)生的多起橋梁坍塌事故(gù),使橋梁安全問題逐漸進入公眾的視野,橋梁纜索病害是造成橋梁安全問題發生不可忽視的原因之一(yī)。日前,南京郵電大(dà)學自(zì)動化學院、人工智能學院的“慧眼識橋”團隊(duì)立足實地檢測需求,設計研究“橋(qiáo)梁纜索檢測機器(qì)人”項目,全自動、全(quán)方位、高精度地對纜索表麵及內部病害進行檢測,使纜索病害無處(chù)遁形,能夠有(yǒu)效解決高空纜索檢測難題,守衛人民的出行安全。
據了解,橋梁纜索承載著橋體三分之一的載荷,在經(jīng)過20至25年後(hòu),會進入(rù)病害(hài)高(gāo)發期,出現(xiàn)開裂(liè)、鏽蝕(shí),極易引發橋梁斷索、坍塌,積極對橋梁進行檢測與(yǔ)養護已然成為預(yù)防(fáng)橋梁安全(quán)問題發生(shēng)的“關鍵(jiàn)針”。然而,斜拉橋運維的關鍵——纜索檢測技術,目前仍以人工目測(cè)為主,手段落後,已無法勝任大跨(kuà)度、高振幅、超長纜索檢測。研發高精度、全覆蓋、高效率、全自(zì)動的纜索檢測技(jì)術及裝備迫在眉睫。
著(zhe)眼問(wèn)題,針對解決。南(nán)郵“慧眼識橋”團隊從磁吸附機器人技術(shù)出(chū)發,首先麵向具有(yǒu)一定撓度的纜索檢測剛需,設計了運行高效的輪式爬升機器人;為(wéi)解決大跨度、超長纜(lǎn)索檢測難題,團隊創新研發基於柔性爬升機構的雙邊輪(lún)式爬升機器人;針對高振幅纜索檢測,團隊(duì)提出了三(sān)輪全驅動(dòng)爬升機器人,采用開(kāi)放式串聯爬升機(jī)構,提升了驅動能力和負(fù)載能(néng)力,大幅提高機器人的穩定性。“我們(men)用機器人代替人工,可以實現安全回(huí)收,機器的檢測速度(dù)達0.3m/s,快人4倍,能耗低,集安全、高效和節能為一體。”團隊負責人何皓(hào)明介紹道。同時,基於對多(duō)座大橋的調研,團隊同步開發了IS-S、IS-I係統,自(zì)動識別(bié)纜索表麵PE層損傷,填補了行(háng)業內無法無損定量檢測纜索內部(bù)斷絲的(de)技術空(kōng)白。“我們(men)開發的IS-S係統(基於GNN),能夠自動準(zhǔn)確識(shí)別纜索表麵的腐蝕、裂紋、刮傷等損(sǔn)傷情況並(bìng)精確鎖定損傷位置,設(shè)備采集的影像通過(guò)遠程信息交換係統實時傳送至地麵工作站;而基於無損磁檢測原理的IS-I係統則可定量判(pàn)別纜索內部斷絲程度並給出五大評定等級。”項目技術負責(zé)人周金(jīn)糧談道。
根據我國《城市橋(qiáo)梁檢測與評定技術規範》管理規定,新建橋梁滿1年後,在運營(yíng)時間(jiān)10年內,至少保(bǎo)證3年(nián)內進行(háng)1次全麵檢(jiǎn)測;運營超過10年,每年需要進行(háng)一(yī)次全麵檢測。纜索表麵的常規檢測需要半年一次,纜索內部的常規檢測需(xū)要一年一次。這也意味著,橋(qiáo)梁纜索檢測市場規模巨大且需求迫(pò)切。團隊負責人何皓明談道:“橋梁纜索檢測需要花費大量的物力、財力,我們的機器人成本低,能夠高效滿足橋梁(liáng)檢測的需求,為人們的交通安全保駕護航。”
目前,“慧眼識橋”團隊已攜手中鐵大橋局連鎮項目部為(wéi)五峰山長江特(tè)大橋(qiáo)通(tōng)車助力,並赴漢江大橋、杭州灣大橋、武漢軍山大橋等(děng)多地進行(háng)實地檢測。在(zài)投入試用與實地的過(guò)程中,團隊的橋梁(liáng)纜索檢測技術得到了中鐵大橋局、江蘇建研建設等多家大型企業的肯定:“團隊的檢(jiǎn)測機器人(rén)解決了纜索檢測難題,真正實現了智(zhì)能化檢測。”負責人何皓明堅定道:“我們會不斷(duàn)推進此項目,朝著繪製橋梁纜(lǎn)索檢測藍圖,助力交通(tōng)強國的目標不斷奮進。”(通訊員:南(nán)京郵(yóu)電大學王燦 傅鶴強)