[發明專利]敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統

有效

• 申請號: 201210584811.1
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103076393A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陸秋海;向志海;王瓏祺;張程浩;沈兆普;周馬生;楊小剛
• 申請（專利權）人: 清華大學;中國路橋工程有限責任公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;范曉斌

技術領域

本發明涉及橋梁損傷檢測系統，特別是涉及一種敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統。

背景技術

伴隨著科技的進步以及交通運輸需求的提高，各式公路及軌道交通用橋梁的數量飛速增長，這些橋梁在使用的過程中，不斷受到溫度變化、強風、降雨等外界環境的侵蝕，同時受到車輛載荷、車輛沖擊的長期反復作用，并且部分橋梁還會遭到洪水、地震等自然災害的損傷，隨著使用年限的增加，橋梁普遍出現不同程度的疲勞效應和老化現象，橋體累積了大量的外界損傷，導致很多橋梁成為一定意義上的危橋，國內外的橋梁均出現過大量的垮塌實例，嚴重的威脅到了人們的生命安全和財產安全，所以，實時有效的對橋梁進行損傷檢測十分重要。

從實施周期和檢測精度角度來說，橋梁檢測主要包括定期檢測和實時監測兩種方式：定期檢測，如人工檢測、橋梁動靜載試驗等，這種方式精度雖高，但是時間間隔長，不利于及時發現橋梁病害，同時需要中斷橋梁交通，實施難度高；實時監測，如一些橋梁健康監測系統，此種方式雖然實時性好，但是精度低、成本高，因此較難在短時期內得到廣泛的使用。

從實際操作的角度來說，現有的橋梁損傷識別技術可以分為離線局部檢測和在線整體監測兩種方式：離線局部檢測是指在橋梁不工作時，采用無損檢測手段，如肉眼觀察、超聲波、電磁渦流、X射線等，來仔細探測結構中的損傷，此類方法檢測精度較高，但是往往需要中斷交通，影響橋梁的正常工作，且需要事先知道損傷的大概位置，存在檢測死角，檢測效率低；在線整體監測則是在橋梁結構內預置傳感器，實時的獲取結構響應信號，來推斷其中的損傷情況，此種方法雖然不需要中斷橋梁交通，但檢測精度較低，并且還存在傳感器的安裝、海量信號的傳輸與存儲以及傳感器的抗噪性、耐久性等問題。

鑒于上述情況,亟需研發一種簡便高效、高精度的橋梁檢測方案。本設計人借其多年相關領域的技術經驗以及豐富的專業知識，不斷研發改進，并經大量的實踐驗證，提出了本發明的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統的技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，能夠簡便、高效且高精度地檢測橋梁損傷。

為了實現上述目的，本發明提供了一種敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，包括：移動小車，能夠在待測橋梁上移動；敲擊子系統，設于所述移動小車，所述敲擊子系統用于向待測橋梁施加敲擊載荷；信號采集子系統，設于所述移動小車，所述信號采集子系統用于采集待測橋梁傳遞到所述移動小車上的響應信號；信號處理裝置，連接所述信號采集子系統，接收所述信號采集系統所采集的信號并進行處理，輸出橋梁損傷信息處理結果。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，還包括一驅動裝置，所述移動小車連接所述驅動裝置，并由所述驅動裝置驅動而在待測橋梁上移動。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述移動小車包括：車身；車輪，設置于所述車身，所述車輪為剛性輪盤且直接接觸待測橋梁表面。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述車輪包括一個前車輪和兩個后車輪，所述前車輪位于所述移動小車的縱向車身軸線上，兩個所述后車輪對稱地設于所述縱向車身軸線的兩側。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述敲擊子系統包括：敲擊裝置，固設于所述移動小車上，所述敲擊裝置用于產生敲擊載荷并施加于待測橋梁；敲擊控制裝置，連接于所述敲擊裝置，用于控制所述敲擊裝置以產生預定的敲擊載荷。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述敲擊裝置為激振器，所述激振器固設于所述移動小車的車身上，所述激振器產生的激振力作用于所述移動小車的車身，通過所述移動小車將敲擊載荷傳遞到待測橋梁。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述信號采集子系統包括一個或者多個信號拾取裝置，所述信號拾取裝置設置于所述移動小車上，用于采集待測橋梁傳遞到所述移動小車上的響應信號。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述信號拾取裝置為加速度傳感器。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述加速度傳感器設有一個，其設置于所述移動小車兩個所述后車輪的通軸上。

優選的，上述的敲擊掃描式橋梁損傷檢測系統，其中，所述加速度傳感器位于所述通軸的中間位置，所述敲擊裝置位于所述加速度傳感器的正上方。