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基于桥检机器人的悬索桥检测与评估技术研究
| 论文题名： | 基于桥检机器人的悬索桥检测与评估技术研究 |
| 关键词： | 大跨度悬索桥;检测机器人;路径规划;状态评估 |
| 摘要： | 随着我国的公路交通网越来越完善，桥梁养护任务日益加剧，保障桥梁的安全运营已成为关系民生的大事，定期检测及维护保养能有效延长桥梁的寿命。传统检测方式效率低下，盲区多、安全性低，难以克服的问题较多，在大跨度桥梁检测任务中尤为明显。桥梁检测机器人拥有极大的经济优势和应用前景，可使常规手段无法到达的盲区检测成为可能，也使得全面、准确评定桥梁技术状况成为可能，利于有效开展桥梁养护工作。 本文以大跨度悬索桥检测为研究对象，主要研究内容与结论如下： （1）建立某悬索桥的BIM模型，以无人机、爬壁机器人及缆索机器人为检测手段，讨论坐标转化、拍摄位姿、路径规划算法、机器人工作参数、结构特点等因素对检测路径规划的影响。 （2）利用Fluent软件对某悬索桥的索塔、加劲梁、主缆三种结构进行平面和三维风场分析，根据计算收敛后的数据，对风场的影响区域进行划分，结合各种检测机器人的抗风性能，提出机器人工作的临界条件。 （3）利用栅格法和单元分解法建立目标地图，以A*算法作为搜索函数，设计了全覆盖路径规划算法，综合考虑机器人的运动速度、续航时间、安全工作的最大风速等约束因素，利用Matlab软件进行路径仿真，重点对悬索桥索塔、加劲梁两种结构，研究检测区域无障碍物和有障碍物两种环境的路径规划，综合多种因素考虑全桥的初检和详检部位，提出多种机器人的全桥覆盖检测路径及工作步骤。 （4）综合悬索桥的结构特点、病害特征、机器人可检测区域，基于层次分析法提出一种悬索桥技术状况评估体系，开展专家调研并计算出各层权重，结合《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）调整底层病害的扣分值，通过工程案例验证该评估体系的可行性。 |
| 作者： | 尹剑飞 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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