中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
橋是空中的路，我國橋梁建造數(shù)量不斷刷新記錄，呈現(xiàn)出“百橋飛架南北，天塹變通途”的盛況。但近年來發(fā)生的多起橋梁坍塌事故，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(fā)生不可忽視的原因之一。日前，南京郵電大學自動化學院、人工智能學院的“慧眼識橋”團隊立足實地檢測需求，設(shè)計研究“橋梁纜索檢測機器人”項目，全自動、全方位、高精度地對纜索表面及內(nèi)部病害進行檢測，使纜索病害無處遁形，能夠有效解決高空纜索檢測難題，守衛(wèi)人民的出行安全。
據(jù)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年后，會進入病害高發(fā)期，出現(xiàn)開裂、銹蝕，極易引發(fā)橋梁斷索、坍塌，積極對橋梁進行檢測與養(yǎng)護已然成為預(yù)防橋梁安全問題發(fā)生的“關(guān)鍵針”。然而，斜拉橋運維的關(guān)鍵——纜索檢測技術(shù)，目前仍以人工目測為主，手段落后，已無法勝任大跨度、高振幅、超長纜索檢測。研發(fā)高精度、全覆蓋、高效率、全自動的纜索檢測技術(shù)及裝備迫在眉睫。
著眼問題，針對解決。南郵“慧眼識橋”團隊從磁吸附機器人技術(shù)出發(fā)，首先面向具有一定撓度的纜索檢測剛需，設(shè)計了運行高效的輪式爬升機器人；為解決大跨度、超長纜索檢測難題，團隊創(chuàng)新研發(fā)基于柔性爬升機構(gòu)的雙邊輪式爬升機器人；針對高振幅纜索檢測，團隊提出了三輪全驅(qū)動爬升機器人，采用開放式串聯(lián)爬升機構(gòu)，提升了驅(qū)動能力和負載能力，大幅提高機器人的穩(wěn)定性。“我們用機器人代替人工，可以實現(xiàn)安全回收，機器的檢測速度達0.3m/s，快人4倍，能耗低，集安全、高效和節(jié)能為一體。”團隊負責人何皓明介紹道。同時，基于對多座大橋的調(diào)研，團隊同步開發(fā)了IS-S、IS-I系統(tǒng)，自動識別纜索表面PE層損傷，填補了行業(yè)內(nèi)無法無損定量檢測纜索內(nèi)部斷絲的技術(shù)空白。“我們開發(fā)的IS-S系統(tǒng)（基于GNN），能夠自動準確識別纜索表面的腐蝕、裂紋、刮傷等損傷情況并精確鎖定損傷位置，設(shè)備采集的影像通過遠程信息交換系統(tǒng)實時傳送至地面工作站；而基于無損磁檢測原理的IS-I系統(tǒng)則可定量判別纜索內(nèi)部斷絲程度并給出五大評定等級。”項目技術(shù)負責人周金糧談道。
根據(jù)我國《城市橋梁檢測與評定技術(shù)規(guī)范》管理規(guī)定，新建橋梁滿1年后，在運營時間10年內(nèi)，至少保證3年內(nèi)進行1次全面檢測；運營超過10年，每年需要進行一次全面檢測。纜索表面的常規(guī)檢測需要半年一次，纜索內(nèi)部的常規(guī)檢測需要一年一次。這也意味著，橋梁纜索檢測市場規(guī)模巨大且需求迫切。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(zhèn)項目部為五峰山長江特大橋通車助力，并赴漢江大橋、杭州灣大橋、武漢軍山大橋等多地進行實地檢測。在投入試用與實地的過程中，團隊的橋梁纜索檢測技術(shù)得到了中鐵大橋局、江蘇建研建設(shè)等多家大型企業(yè)的肯定：“團隊的檢測機器人解決了纜索檢測難題，真正實現(xiàn)了智能化檢測。”負責人何皓明堅定道：“我們會不斷推進此項目，朝著繪制橋梁纜索檢測藍圖，助力交通強國的目標不斷奮進。”（通訊員：南京郵電大學王燦 傅鶴強）
