基于深度学习算法的桥梁拉索护套表观病害识别

拉索作为主要受力构件,对索结构索桥的寿命起到决定性因素,因拉索断裂导致的桥梁垮塌时有发生。传统的拉索护套外观缺陷检测方法耗费人力物力,且存在一定的安全隐患,不能满足新时代拉索病害检测的要求。采用移动检测设备采集和定位拉索外观高清图像,构建基于YOLOv8深度学习网络的在役桥梁表观病害检测模型,对海量图像数据输入检测模型进行外观病害自动分类识别,批量输出病害检测结果。实验结果表明:该方法可以快速准确检测出多种在役桥梁病害,减少误检和漏检,实现一图多病害的精细化检测。

桥梁拉索表面缺陷的分布式机器视觉检测

介绍了一种桥梁拉索表面损伤缺陷的分布式视觉检测系统。系统以DSP(Digital Signal Processor)芯片TMS320DM642(简称DM642)为核心处理器,协同控制辅助机械装置,实现拉索表面缺陷检测。提出并采用改进的中值滤波对CCD采集到的拉索表面图像进行图像预处理,采用改进的Sobel边缘检测算法对缺陷进行边缘检测;对分割后的缺陷目标进行决策判别,实现桥梁拉索表面缺陷的智能检测。实验结果表明,系统可检测出桥梁拉索表面损伤面积大于1cm2的缺陷,处理速度达到了5cm/s,满足了快速有效的检测要求。

桥梁拉索表面缺陷无损检测系统设计

针对国内外对桥梁拉索表面缺陷检测方法的不足,提出了以高速数字信号处理器芯片DM642为核心的桥梁拉索表面缺陷无损检测系统设计方法,并搭建了检测系统硬件平台。检测系统主要包括缺陷图像高速数据采集单元、DM642硬件平台、爬行移动机构和缺陷定位装置。结合数字图像处理算法,在实验平台上对系统设计进行了现场实验验证,大量试验证明该系统具有工作稳定可靠、实时性好、海量存储和无损检测等优点。设计的检测系统技术先进,对目前的桥梁拉索健康检测具有重要的现实意义和实用价值,而且该方法具有较好的通用性,可以推广应用到其它相关的检测领域。

基于漏磁检测的桥梁拉索断丝识别

为实现桥梁拉索漏磁(MFL)检测中低信噪比(SNR)时的断丝识别,提出了基于有效短时互相关(STCC)的损伤识别方法.对拉索进行重复测试并提取对应的信号片段进行互相关分析,通过重新归一化,在短时互相关序列中融入短时能量特征,再结合双阈值法进行断丝识别.制作了含有多种断丝损伤的足尺拉索模型进行漏磁检测试验,基于试验结果验证所提出的方法.结果表明:该方法的损伤判别精度比既有方法提高了15.7%～16.9%,在低信噪比下仍取得了较高的损伤识别精度.

桥梁拉索表面缺陷图像的预处理方法

介绍了一种检测和识别桥梁拉索表面缺陷的方法。该方法基于DSP(digital signal processor)为核心处理器的嵌入式系统,完成桥梁拉索表面图像的采集、处理、识别以及存储。由于桥梁拉索表面图像背景噪声的复杂性和系统的实时性需求等特点,因此提高其图像处理算法的准确性和快速性十分重要。着重对图像传感器传送给图像处理端的图像进行预处理研究,主要包括有效的信息截取、对图像进行投影曲面校正和图像去噪算法。实验结果表明该预处理方法是有效的。

碳纤维桥梁拉索疲劳损伤声发射信号小波分析

碳纤维具有强度高、耐久性好等优点,现已广泛应用于土木工程结构中。用碳纤维材料制作的桥梁高耐久性拉索,已经在多个桥梁中得到应用,但是对这种新型桥梁拉索的损伤监测目前还缺乏有效的手段。本文拟采用声发射技术监测碳纤维桥梁拉索疲劳损伤。首先,通过疲劳试验,得到了拉索整个损伤过程的声发射特征参数,并将声发射特征参数两两组合,研究结果表明:采用计数、能量、持续时间、幅值和时间的相关点图可以来综合表征损伤。其次,基于声发射监测信号特点,考虑用小波变换的奇异性检测来处理声发射信号,分析小波系数的奇异性,采用"节点-幅值"定位检测方法,实现了对拉索的损伤识别。与相关点图相比较,小波分析方法在处理声发射信号时,图形更加清晰,特征更为突出,损伤更易识别,而且还可以利用小波阈值去噪、对声发射信号实行信噪分离、提高信噪比,从而提高损伤识别的准确性。

桥梁拉索表面缺陷的机器视觉检测系统

介绍了一种基于机器视觉的检测和识别桥梁拉索表面缺陷的方法。该方法基于以DM642为核心处理器的嵌入式系统,可完成桥梁拉索表面图像的采集、处理、识别以及存储。对检测系统进行了硬件设计和调试,并用于桥梁拉索表面缺陷检测中采集缺陷图像。实验结果表明,该系统具有工作稳定、采集图像清晰、处理速度快和数据传输快等优点。

桥梁拉索损伤声发射监测及其临界损伤判断

通过拉伸试验,得到了钢绞线整个损伤过程的声发射特征参数,测试结果表明:采用计数、能量、持续时间、幅值和时间的相关点图来综合表征损伤,不但可以跟踪全过程损伤,而且还可以准确判断出断丝信号和非断丝信号以及断丝位置,并发现钢绞线在屈服变形之前,声发射特征参数并不明显,屈服阶段之后,声发射的特征参数逐渐增大,在临近断裂时,声发射特征参数迅速增大。最后采用声发射特征参数时间序列分形理论研究了钢绞线的损伤演化规律,在加载初中期,分形维数变化不大,当钢绞线裂纹进入快速扩展阶段,分形维数出现"最大-最小"变化模式,运用此模式可为钢绞线临界损伤破坏提供一个新的判据。

一种桥梁拉索减振器的研制与开发

针对斜拉桥拉索的无规则振动,在分析现有减振器特性基础上,研制开发一种在核心技术上具有自主知识产权的桥梁拉索减振器。利用连接端十字万向轴节的结构设计,实现了减振器的三维转动;利用内部双层静、动密封件的设计,解决了液压油泄漏的问题;利用液压油路控制增加阻尼液流动的行程,通过液体流动吸收振动能量,实现了对桥梁拉索内的减振、消振,解决了现有桥梁拉索减振器存在的振动消除效果差、漏油、施工安装困难等问题。

基于亚像素角点检测技术的桥梁拉索索力监测研究

针对桥梁拉索索力监测过程中存在的传感器布设及维护困难问题,根据拉索振动状态与形状特征,对比分析了不同类型的图像特征提取与目标追踪原理。选定亚像素角点检测法作为获取拉索索力信息的方式,提出了一套基于视频图像技术的索力监测方案:在拉索中间部位安置带有角点特征的标识板,采用视频拍摄设备录制了拉索振动视频并将其分解为逐帧图像,经降噪、畸变修复及裁剪后,对角点部位进行了亚像素级别的检测与定位,最终由分析处理得到了拉索振动基频计算索力值大小。通过室内试验的方式验证了该方案的可行性与准确性,试验结果表明:在所设工况下,采用亚像素角点检测技术测得的拉索振动基频与DASP系统测得的结果偏差在1%以内,该技术的应用具有较高的精度;提高视频拍摄的帧率可捕获更多时间节点的拉索振动信息,使得两种方式所得基频差值进一步缩小。将亚像素角点检测技术获得的基频值分别代入3类索力计算公式。与实际张拉力比较的结果表明:当张拉力较小时,考虑拉索抗弯刚度与垂度影响的Zui理论公式计算结果同实际值偏差最小;随着张拉力的提升,各理论计算值同实际值偏差逐渐缩小,故该方案可应用于桥梁拉索索力的监测。在实际工程中,采用工业相机结合长焦镜头可满足远距离监测需求。

一种桥梁拉索表面缺陷图像的背景分割方法研究

随着拉索在桥梁中的广泛应用,其表面缺陷检测成为桥梁年度检测的重要内容;然而桥梁拉索表面缺陷图像检测缺乏自动化处理技术,文中提出一种利用掩模对桥梁拉索表面缺陷图像背景进行分割的方法。首先选取一幅图像,将图像从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间,在阈值分割后,利用数学形态学去噪获得背景掩模;然后基于该掩模对所有图像进行掩模处理,完成图像的背景分割。实验结果表明,该方法背景分割准确、分割效率高,解决桥梁拉索表面缺陷图像自动化处理中的图像分割问题。

桥梁拉索典型病害事故的调查与研究

本文通过桥梁拉索工程的病害事故调查,以及对钢绞线腐蚀性和HDPE护套材料开裂性的研究试验,分析桥梁拉索腐蚀病因,探讨提高拉索安全性、可靠性、耐久性的对策与措施。

桥梁拉索PE护套修复技术

拉索作为索类桥梁的主要受力构件之一,其可靠性、耐久性关系到桥梁结构的安全和正常使用,因此定期对拉索进行检测和维护具有十分重要意义。本文介绍一种新型桥梁拉索PE护套修复技术,应用该技术可有效的保护拉索PE,延长拉索的使用寿命,而且材料也具有可换性,方便后期维护。

基于微波干涉雷达的桥梁拉索基频快速识别方法研究及应用

针对微波干涉雷达现场识别桥梁拉索基频过程中存在操作繁琐、人机交互能力差等问题,基于微波干涉雷达测量拉索基频的原理,提出了一种可快速提取拉索位置参数的方法,运用指数平滑法、峰值检测法和自相关算法对雷达散射波形数据进行分析,自动提取拉索位置参数进行拉索基频的快速识别。采用该方法对2座大型斜拉桥斜拉索频率进行识别,并与采用加速度传感器法的拉索频率结果进行对比,结果表明:采用微波干涉雷达识别的拉索频率与加速度传感器法的实测频率相对偏差率在±1.5%以内,验证了该方法的可靠性;基于微波干涉雷达的桥梁拉索基频快速识别方法省时省力,可一次性快速获取多根拉索的位置参数并进行基频识别,自动化程度高。

论桥梁拉索的寿命与安全

拉索作为大跨度桥梁的主要承重构件,其寿命对整个大桥的安全有着极其重要的作用。文章主要从影响拉索使用寿命的腐蚀与疲劳两个方面出发,提出了桥梁拉索使用寿命的评估准则和相应的评估标准,研究了拉索的腐蚀和疲劳的机理和破坏特性,最后对提高桥梁拉索的耐腐蚀和耐疲劳性进行了探讨。

桥梁拉索防火隔热系统的试验研究及应用

拉索作为缆索类桥梁的关键受力构件,在无防护条件下,一旦发生火灾事故将给桥梁带来严重的安全隐患。研究桥梁拉索的火灾防护系统具有重要意义。依托埃及Rod EI Farag桥工程,对拉索防火隔热系统进行试验研究,试验结果满足拉索外部在1100℃环境下,持续90min(国际PTI规范要求30min)时间内,拉索钢绞线表面的温度不超过300℃的要求,并对防火隔热系统进行安装工艺可靠性试验研究。研究的防火隔热系统满足埃及Rod EI Farag桥工程要求,并已成功应用于该工程中。

桥梁拉索的破损安全改造

桥梁拉索,"两年一检测,十年一拆换",几为成例。问题在于,拆换后的拉索就不会骤然破断了吗,何时破断?断索还会损毁桥梁吗?现试图探讨这一问题的解决。

桥梁拉索PVF带缠包的控制系统设计及实现

PVF带是一种韧性好、黏性强、抗紫外线能力好的聚氟乙烯材料,是目前桥梁拉索保护应用领域中一种较好的材料。文章针对桥梁拉索PVF带的缠包应用,介绍了PVF带缠包控制系统的硬件构成、电路设计以及软件实现方法,并分析了该系统的缠包效果与工作效率。

应用聚脲技术提高桥梁拉索HDPE护套的耐久性

桥梁拉索是桥梁的核心构件,按照设计要求寿命一般达到70年以上,实际拉索的使用寿命却往往不到25年。这其中主要的原因是由于拉索HDPE外护套在制索过程中自身应力的存在,加上太阳紫外线照射的共同作用下,HDPE容易在迎光面产生裂纹,裂纹逐渐扩大导致护套横向断裂,雨水浸入拉索内部腐蚀钢丝,影响拉索使用寿命。如果采用耐老化性、耐候性能优越的聚脲材料对拉索HDPE护套进行防护,隔离太阳紫外线的照射,将会成倍的延长HDPE护套老化寿命,同时也对桥梁的使用带来巨大的经济、社会效益。

一种延长桥梁拉索HDPE护套老化寿命的紫外线隔离技术

桥梁拉索是桥梁的核心构件,按照设计要求寿命一般达到70年甚至100年以上,而实际使用过程中,拉索的使用寿命却往往不到25年。这其中主要的原因是由于拉索HDPE外护套在使用过程中容易出现开裂引发拉索钢丝防腐失效。本文正是基于延长桥梁拉索HDPE护套老化寿命的紫外线隔离技术,创新的将喷涂聚脲弹性体技术应用到拉索HDPE护套的防护上,根据拉索HDPE护套涂覆聚脲涂层的老化寿命对比试验,验证了已经开裂的HDPE护套继续涂覆聚脲涂层后,HDPE护套的老化寿命可以在原来寿命的基础上继续延长3倍左右。对于大量没有采取紫外线隔离技术的桥梁拉索HDPE护套是一个极为有效的挽救手段,可获得较好的经济、社会效益。