【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥墩损伤检测，具体是一种多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测装置及方法。
技术介绍
1、随着交通运输业的快速发展，桥梁的规模也越来越大，在一些山区与河流或城市地区，桥梁在运营过程中可能遭受落石、船舶、车辆等冲击荷载的作用，桥梁作为交通网络的重要组成部分，其安全性及稳定性日益受到人们的重视。
2、桥墩作为桥梁的主要支撑结构，在遭受撞击后可能会引起结构内部受力发生改变，更为严峻的是，桥墩可能产生不同程度的结构损伤，而结构损伤后出现的裂缝会导致结构的刚度下降以及钢筋的锈蚀，导致承载力的降低，影响到桥梁的使用寿命和运营的安全，这就需要定期或及时的对受撞击桥墩进行相应的损伤检测，从而确定桥墩状态，确保桥墩及桥梁的安全性和可靠性。
3、目前，桥墩遭受撞击后，表面裂纹损伤检测往往依赖人工检测或单一的图像数据源，如利用手持检测仪、拍摄仪进行数据采集，或者利用无人机进行多点采集，不仅自动化程度低，需要人力辅助，大多无法在撞击后短时间内进行检测，且采集图像不连续，无法保证全面的裂纹采集和识别，在后续处理时也无法确保采集后图像的连续拼接，对于裂纹的具体定位精度较差，这些都会导致损伤检测的结果出现较大偏差，导致检测结果极不精准，影响后续裂纹评级或损伤评级、修复策略的实施等。
4、同时，在进行桥墩检测时，目前多停留于桥墩表面损伤的检测，而没有关注桥墩内部的损伤，桥墩内部损伤对导致结构稳定性受损，承载能力降低，目前多是利用表面检测来预测桥墩内部损伤情况，虽能一定程度反映桥墩内部损伤情况，但相对结果不够精准，效果
5、基于此，如何在桥梁受撞击后损伤检测时，将其表面损伤和内部损伤情况及时获取并综合进行分析评判，是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种桥墩撞击区域的表面裂纹检测装置及方法，该装置既能检测桥墩表面裂缝，还能检测桥墩内部损伤，并将各项检测数据融合，从而综合确定桥墩受撞击后的损伤状态，提高桥墩损伤评定的准确度和可靠性。
2、第一方面，本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：提供一种多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测装置，包括：
3、若干具有正压电效应的压电传感器，均预埋于桥墩内，若干所述压电传感器在桥墩内部阵列分布形成传感器阵列；
4、表面裂纹检测装置，套设于桥墩外，用于进行桥墩表面裂纹的图像采集；
5、其中，
6、所述表面裂纹检测装置包括竖向行走支架和环形行走机构；
7、所述竖向行走支架用于围合于桥墩表面并沿桥墩高度方向行走；
8、所述环形行走机构设置于竖向行走支架上并可随其沿桥墩高度方向行走；所述环形行走机构包括与竖向行走支架固定连接的环形轨道，环形轨道内设置有可在环形轨道内圆周转动的转动器，所述环形轨道上还设置有环向驱动系统以驱动所述转动器圆周转动；所述转动器上还设置有随其圆周转动的图像采集装置；
9、以及，
10、信号处理系统，所述信号处理系统与所述压电传感器、竖向行走支架、环向驱动系统以及图像采集装置均通过信号连接。
11、基于上述技术方案，所述环形轨道由环形板体及围合于环形板体外侧的围合板组成，所述围合板内侧的环形板体上端则形成安装区，所述转动器转动安装于所述安装区。
12、基于上述技术方案，所述转动器为圆环状的转轮结构；所述转动器的外圆及底部均通过第一弹簧连接有滑轮。
13、基于上述技术方案，所述环向驱动系统包括环向驱动器及连接于环向驱动器的驱动端的驱动齿轮；所述转动器的内侧设置有轮齿结构，所述驱动齿轮与所述轮齿结构啮合形成传动连接。
14、基于上述技术方案，所述竖向行走支架由多个支架组件拼装而成；所述支架组件包括竖板及连接于竖板两端的横板，多个所述支架组件通过两端的横板依次搭接并围合成完整的架体结构，任意两个横板的搭接处均通过紧固件紧固；每个所述竖板的内侧均通过第二弹簧连接有从动轮；其中一个所述从动轮同轴连接有从动齿轮；该竖板对应的其中一个横板上还固定有竖向驱动器，所述竖向驱动器的驱动端连接有主动齿轮，主动齿轮与所述从动齿轮啮合形成传动连接。
15、基于上述技术方案，所述横板沿其长度方向均匀间隔设置有多个竖直通孔；所述紧固件为螺栓，当两个所述横板依次搭接时，所述紧固件通过贯穿二者搭接处同轴的竖直通孔实现紧固。
16、基于上述技术方案，所述图像采集装置包括与转动器连接的支架、与支架活动连接的工业摄像机以及套设于工业摄像机外部的保护套。
17、基于上述技术方案，所述桥墩顶部还设置有下部开口的设备仓，所述竖向行走支架可移动至所述设备仓内以将所述竖向行走支架、环形行走机构及图像采集装置安置于所述设备仓内部。
18、第二方面，本专利技术还基于以上多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测装置，提供了一种多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测方法，包括以下步骤：
19、于桥墩内预埋具有正压电效应的若干压电传感器，若干所述压电传感器在桥墩内部阵列分布形成传感器阵列；当桥墩受撞击后，获取所有产生电信号的压电传感器的坐标信息数据，并基于坐标信息数据确定桥墩受撞击区域；
20、设定全桥墩内传感器阵列中的传感器为该传感器所在列的下一层传感器的激励传感器，且所述传感器阵列中的传感器为该传感器所在列的上一层传感器的接收传感器；所述激励传感器用于发出振动激励，所述接收传感器用于接收桥墩内部基于振动激励形成的应力波信号；当桥墩受撞击后，对应传感器阵列中的激励传感器和接收传感器产生振动激励和接收对应信号，以此获取应力波数据；
21、将获取的应力波数据进行数据处理后与完好桥墩的应力波数据进行处理比对，获得桥墩受撞击后的内部损伤指标；
22、同步对该区域的桥墩表面进行裂纹图像采集，并对采集结果进行数据处理，获取桥墩受撞击后的表面损伤指标；
23、基于获取的内部损伤指标和表面损伤指标，对二者数据进行计算处理，获得桥墩整体综合损伤指标；
24、基于桥墩整体综合损伤指标的数值范围，对此次撞击后桥墩的损伤程度进行评级。
25、基于上述检测方法，当桥墩受撞击后，获取所有产生电信号的压电传感器的坐标信息数据，并基于坐标信息数据确定桥墩受撞击区域，具体为：
26、以桥墩任意位置为坐标原点，对压电传感器进行编号，并获取每个压电传感器的坐标信息，将每个压电传感器的编号和坐标信息关联；
27、当桥墩受到撞击后，获取产生电信号的压电传感器的编号，获取所有编号对应的压电传感器对应区域的坐标信息，该坐标信息涉及的桥墩区域则确定为桥墩受撞击区域。
28、基于上述检测方法，当桥墩受到撞击后，获取产本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，所述环形轨道由环形板体及围合于环形板体外侧的围合板组成，所述围合板内侧的环形板体上端则形成安装区，所述转动器转动安装于所述安装区。
3.根据权利要求1或2所述的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，所述转动器为圆环状的转轮结构；
4.根据权利要求1所述的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，所述竖向行走支架由多个支架组件拼装而成；
5.多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测方法，基于权利要求1-4任一项所述的桥墩受撞击损伤检测装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的桥墩受撞击损伤检测方法，其特征在于，当桥墩受撞击后，获取所有产生电信号的压电传感器的坐标信息数据，并基于坐标信息数据确定桥墩受撞击区域，具体为：
7.根据权利要求6所述的桥墩受撞击损伤检测方法，其特征在于，当桥墩受到撞击后，获取产生电信号的压电传感器的编号，获取所有编号对应的压电传感器对应区域的坐标信息，该坐标信息涉
8.根据权利要求7所述的桥墩受撞击损伤检测方法，其特征在于，同步对该区域的桥墩表面进行裂纹图像采集，并对采集结果进行数据处理，获取桥墩受撞击后的表面损伤指标；具体为：
9.根据权利要求5所述的桥墩受撞击损伤检测方法，其特征在于，将获取的应力波数据进行数据处理后与完好桥墩的应力波数据进行处理比对，获得桥墩受撞击后的内部损伤指标；具体为：
10.根据权利要求5所述的桥墩受撞击损伤检测方法，其特征在于，基于获取的内部损伤指标和表面损伤指标，对二者数据进行计算处理，获得桥墩整体综合损伤指标，具体为：
...【技术特征摘要】
1.多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，所述环形轨道由环形板体及围合于环形板体外侧的围合板组成，所述围合板内侧的环形板体上端则形成安装区，所述转动器转动安装于所述安装区。
3.根据权利要求1或2所述的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，所述转动器为圆环状的转轮结构；
4.根据权利要求1所述的桥墩受撞击损伤检测装置，其特征在于，所述竖向行走支架由多个支架组件拼装而成；
5.多源数据融合的桥墩受撞击损伤检测方法，基于权利要求1-4任一项所述的桥墩受撞击损伤检测装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的桥墩受撞击损伤检测方法，其特征在于，当桥墩受撞击后，获取所有产生电信号的压电传感器的坐标信息数据，并基于坐标信息数据确定桥...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊虎，侯松，陈小平，向正松，林智敏，周阳，刘亮，袁璐菡，冯鹏，漆启明，杨华平，
申请(专利权)人：成都大学，
类型：发明
国别省市：
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