一、工程自动化检测、监测技术介绍

二、道路自动化检测技术

三、桥梁检测、监测技术

四、隧道检测、监测技术

五、工程检测、监测技术的展望

内容简介

一、工程自动化检测、监测技术介绍

1.1 工程检测技术及应用

涵义：工程质量检测是指对工程实体的一个或多个特性进行的诸如测量、检查、试验或度量，并将结果与规定要求进行比较，以确定每项特性的合格情况而进行的活动。

目的：实施过程质量检测的目的主要包括两个方面：一是决定工程产品(或原材料)的质量特性是否符合规定的要求；二是判断工序是否正常。既有结构质量检测的目的是对既有结构的病害情况、运营环境等检测，评定结构的运营状况以及结构技术及安全等级。

检测分类：人工检测主要采用目测以及辅以简单工具进行外观病害的检测方式；自动化检测主要采用自动化采集设备对原材料、工程结构半成品、成品以及结构本身进行测试和检测的方法。

工程检测技术应用领域：工程检测技术广泛应用于土木工程的建筑、铁路、公路、水利等工程领域的原材料、施工过程、质量验收以及后期运营等全生命周期的整个过程。

1.2 工程监测技术及应用

涵义：工程监测技术是指在工程结构施工过程中或结构运营过程中，采用自动化的采集设备对预埋或后期安装在结构上的应变、应力、变形等结构参数进行测试，对结构的施工质量和安全或结构的运营状态进行评估，以保障结构的质量和安全运营。

目的：1、施工过程中的监测技术主要是保证大型或复杂结构物在施工质量以及安全。2、结构的在线健康监测主要是通过结构在运营过程中环境、结构重要参数的监测对结构的运营状态进行评估，以确保结构的运营安全。

监测分类：1、施工过程中的监控测量，如大跨径桥梁结构的施工监控，隧道的施工监控等。2、结构的健康监测系统桥梁结构的健康监测系统

1.3 工程检测、监测的分类

按检测、监测的对象分类，系统输入类参数监测、系统参数监测、系统输出参数监测

按静、动态属性：静态测试，动态测试

按检测、监测仪器设备的测试原理，机械式检测设备、电学类仪器设备、光学类仪器设备、声学类仪器设备、其它类仪器设备

按检测、监测参数的分类

变形类检测仪器：机械式位移计、水准仪、GPS、桥梁挠度仪、雷达、拉线式位移计、隧道断面仪等

应变类检测仪器：电阻式应变仪、振弦式传感器、光纤式传感器等

振动类检测仪器：压电式加速度传感器、电容式加速度传感器、伺服式振动触感器、微变形雷达

其它仪器设备：温度传感器、测量噪声、有害气体浓度、车辆称重设备

1.4 工程检测、监测技术在工程中的应用

道路工程中的应用

平整度检测：三米直尺、车载式激光平整度仪等

路面破损检测：多功能路况检测车

路面弯沉检测：贝克曼梁、落锤式自动弯沉仪、连续式激光弯沉仪等

抗滑性能检测：摆式仪、横向力系数检测车

检测在桥梁工程中的应用

日常检测：桥梁养护单位进行日常检查

定期检测：专业检测单位进行检测

特殊检测：专业检测机构检测

监测在桥梁工程中的应用

桥梁施工监控：大跨径桥梁或特殊结构桥梁

桥梁健康监测：桥梁结构长期在线实时监测

1.5工程检测、监测技术发展的趋势

随着国内外信息化、人工智能AI、互联网+大数据管理的技术发展，工程检测、监测技术逐渐向自动化、智能化、系统化、科学化发展。

桥隧日常检测，桥梁隧道的日常巡查通常由人工检查，人工录入检查病害记录，目前开发桥隧巡查系统，逐步实现桥隧日常巡查的自动化。

桥隧定期检测，桥隧检测目前一些科研和检测结构正在借助智能机器人、无人机、三维激光扫描、图像自动识别等技术实现病害检测、识别、评定的自动化。

桥隧监测与管理，桥隧的监测在BIM技术、智能仿真分析、结构损伤识别、桥隧管理系统发展的基础上实现评估和管理决策的智能化、自动化和科学化。

二、道路自动化检测技术

1.路面平整度检测

检测设备：车载式路面激光平整度仪

采用激光传感器和垂直加速度传感器组合成惯性参照路面纵断面剖面检测系统，实时检测包括短波长及长波长的路面纵断面剖面曲线（直接式检测类），同时获得各种路面评价指标，包括：国际平整度指标（IRI）、平整度标准差（σ）、观测打分值（RN）、行驶质量指数（RQI）、路面构造深度SMTD、平整度可兼容（CPMS）路面质量管理系统。

2.路面破损检测

检测设备：车载式路面激光平整度仪

路况快速检测系统（CiCS）是由原交通部公路科学研究院公路养护管理研究中心研究开发、我国第一套具有完全自主知识产权和包含世界先进技术水平的多指标路况快速检测装备，是一个大型路面技术状况快速检测平台（图）。主要技术指标如下图所示：

3.路面弯沉检测

检测设备：全自动落锤式弯沉检测仪

全自动落锤式弯沉检测车辆是北京今谷神箭测控技术研究所主研制的，用于路面结构强度检测的车载式自动弯沉测量系统。车载式自动弯沉测量系统配备笔记本电脑、GPS定位仪及温度测量功能和弯沉值与荷载值自动检测功能，在牵引车中只需通过USB线即可实现全自动测量。测定弯沉是以标准质量的重锤落下一定高度发生的冲击荷载作用下，路基或路面表面所产生的瞬间变形，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆，并反算出路基路面各层材料的动态弹性模量。

检测设备：激光式高速路面弯沉测定仪

激光式高速路面弯沉测定仪（TSD）是一套先进的，用于采集路面承载力信息的设备。通过多普勒测速原理，测量由于载重汽车高速行驶所致的路面变形速度，并通过路面变形速度反演出弯沉盆，所测结果进行路面结构层模量反算可用于评定道路承载能力。测量弯沉的传感器是多普勒激光器，能够即时地测量路面的弯沉，其主要优点是能够非接触，连续地测量路面弯沉。

4.路面抗滑性能检测

检测设备：横向力系数测试仪

横向力系数测试仪（SFC-IV型）由交通部公路科学研究院北京市路兴公路新技术有限公司研制开发。其主要功能是检测路面的横向力摩擦系数，是验收及养护检测路面横向力最有效的手段。其检测数据由计算机采集，数据准确；每小时能够在正常车流速度下，一次性完成路面损坏状况、路面平整度和前方图像等多项技术指标的检测工作。测试轮与行车方向夹角20度，测试轮气压0.35Mpa。

三、桥梁检测、监测技术

1.桥梁检测技术

桥梁检查的分类按照检查的范围、深度、方式和检查结果的用途等的不同，大致可归纳为下列三类：经常检查（巡视检查、日常检查）、定期检查、特殊检查

桥梁现状评价，使用功能评价：技术标准桥梁各部完好程度桥梁养护状况及意外事故的分析；承载能力评价：原结构验算基于检测结果（特殊检查）的承载能力评定荷载试验评定。

桥梁检测评定标准

2.桥梁监测技术

某桥施工监控测点布置

某桥健康监测系统

四、隧道检测、监测技术

1.隧道检测技术

隧道检查的分类按照检查的范围、深度、方式和检查结果的用途等的不同，大致可归纳为下列三类：‹经常检查（巡视检查、日常检查）定期检查‹特殊检查

隧道检测内容1、土建结构检测：洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水系统等项目的检测。2、机电系统的检查：供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施、监控与通信设施的检查。

2.隧道监控量测技术

必测项目：洞内外观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉

选测项目：围岩压力及两层支护间压力、钢架内力及外力、支护、衬砌内应力)

超前地质预报：地质雷达法、地震波法等

测试目的

①提供开挖掌子面前方的围岩类别；

②预报断层、破碎带的位置(包括裂隙发育地段)；

③预报开挖段前方的水文资料和可能出现突水的溶洞、暗河的位置和规模；

④预报可能出现突泥、岩溶陷落柱的位置；

⑤预报可能发生中型以上的塌方地段；

⑥预报地下水富集的区域和地段；

⑦预报可能发生岩爆、瓦斯的地段和程度。

五、工程检测、监测技术的展望

随着科技的进步，工程检测、监测仪器也逐渐更新和进步，近年来在公路工程领域的新技术总结如下：

遥感卫星雷达在桥梁沉降监测中的应用

敲击扫描技术在桥梁检测中的应用

微变形雷达在桥梁检测中的应用