一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113433551A(43)申请公布日2021.09.24(21)申请号202110812043.X(22)申请日2021.07.19(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人沈圣陈建腾姜绍飞曹峥李明贤(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人陈明鑫蔡学俊(51)Int.Cl.G01S15/89(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法(57)摘要本发明涉及一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法。用于部署多个测点对桥墩平面裂缝进行完整检测。其中，检测桥墩对象为平面形桥墩；测点布设方法是基于声呐中心轴向正对桥墩平面的检测测位进行测点布设。所述测点布设方法中，当声呐和桥墩平面沿桥墩平面法向的距离保持不变时，能通过横向移动和竖向移动声呐布设多个测点，且保证相邻测点的波束范围相互覆盖以补偿各测点下无法检测到的盲区范围，从而实现对桥墩平面裂缝的完整检测。本发明能在完整检测平面桥墩裂缝的同时使得测点布设数量少，提高检测效率。CN113433551ACN113433551A权利要求书1/2页1.一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，用于部署多个测点对桥墩平面进行完整检测，其特征在于，所述测点布设方法是基于垂直正对测位进行布设，即声呐探头朝向桥墩平面且中心轴向垂直于桥墩平面进行测点布设；当声呐和桥墩平面沿桥墩平面法线方向的距离保持不变时，能通过横向移动和竖向移动声呐位置布设多个测点对桥墩平面裂缝完整检测，且能通过相邻测点的波束范围相互覆盖以补偿各测点无法检测到的盲区范围。2.根据权利要求1所述的一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，其特征在于，所述桥墩为平面形桥墩。3.根据权利要求1所述的一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，其特征在于，当声呐和桥墩平面沿桥墩平面法线方向的距离保持不变时，在满足裂缝检测精度要求下，布设单个测点存在固定盲区范围和最大扫描范围，即盲区范围半径r和最大扫描范围半径R是确定的。4.根据权利要求1所述的一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，其特征在于，所述测点布设方法是以等间距沿桥墩平面横向和竖向均匀布设测点。5.根据权利要求1所述的一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，其特征在于，下放声呐的第一排测点和最后一排测点的最大扫描范围需分别超出桥墩顶部和底部R/2距离，保证声呐波束对桥墩顶部和底部区域范围能完整覆盖，R为单测点下最大扫描范围半径。6.根据权利要求1所述的一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，其特征在于，在沿桥墩竖向方向布设测点时，各测点的最大扫描范围R需超过相邻测点的盲区范围边缘，且超出距离为S，以防止检测过程因环境因素引起声呐设备姿态偏转而导致平面桥墩裂缝检测不完整的问题。7.根据权利要求1所述的一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法，其特征在于，根据声呐波束覆盖区域和桥墩平面竖向长度的几何关系有：(n‑1)(R‑S‑r)+R＝t(式1)n为竖向布设的测点数，R为各测点的最大扫描范围，r为各测点的盲区范围半径，S为各测点的最大扫描范围R超过相邻测点的盲区范围边缘的超出距离，t为桥墩平面竖向长度；令S＝0，竖向布设的测点数n计算如下：其中，f(x)为取整函数；由式2、式3可计算S：由上往下第i个声呐下放测点和桥墩平面上边缘的距离Hi计算如下：沿桥墩平面横向平移布设测点，相邻两测点声呐波束覆盖面边缘和桥墩平面上边缘相2CN113433551A权利要求书2/2页交于一点，使声呐对桥墩平面完整扫描，根据几何关系，横向布设测点数m计算如下：其中，k为桥墩墩宽；因此布设m×n个测点可对桥墩平面完整扫描。3CN113433551A说明书1/4页一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法技术领域[0001]本发明属于水下桥墩缺陷检测技术领域，尤其涉及一种成像声呐检测水下平面形桥墩裂缝的测点布设方法。背景技术[0002]桥梁水下结构是确保桥梁安全运行的重要组成部分，桥墩长期处于复杂、恶劣的水下环境，受到海水侵蚀、温湿度交替变化、长期冲刷导致桥墩出现各种病害缺陷。其中，平面形桥墩由于表面积较大，在外界温、湿度变化影响下，容易出现裂缝病害。裂缝对桥梁结构危害极大，严重影响结构耐久性和安全性，需要定期进行检测。[0003]光学成像受水质影响大、只能近距离局部检测、检测效率低，声呐成像检测在水中检测具有得天独厚的优势，检测时受水下浑浊度影响小、可大范围检测、检测效率高。但目前声呐成像检测技术主要集中应用于