背景与挑战

作为城市核心市政设施管养主体,该市政工程管理处承担着主城区所有市政桥梁的日常巡检、养护维修、应急排查及安全管控工作,辖区内桥梁承担着城市通勤、物资运输核心功能,通行负荷大、公众关注度高。在特大暴雨极端天气影响下,桥梁长期受雨水冲刷、积水浸泡、风力冲击,极易引发梁体裂缝、支座老化偏移、桥面铺装破损、伸缩缝堵塞、墩台基础冲刷等各类病害,潜藏结构性安全风险,若排查不及时易引发桥梁通行隐患,影响城市交通运行安全。

依据《JTG 5120-2021公路桥涵养护规范》及市政桥梁应急巡检管控要求,暴雨等极端天气后需完成桥梁全覆盖专项检测,精准评估结构安全状态、排查潜在隐患。但客户原有传统巡检模式存在诸多刚性短板,无法适配灾后应急巡检需求,核心痛点集中在四大维度:

  1. 巡检效率严重不足:传统依托人工徒步巡查+登高车辅助作业的模式,单座桥梁全维度检测耗时久,20座桥梁批量灾后巡检需15个工作日以上,无法满足极端天气后快速排查、快速复评的应急管控时效要求,滞后于养护考核节奏。
  2. 病害漏检、误检率高:桥梁高空腹板、箱梁内部、墩台顶部等隐蔽区域人工难以抵达,仅依靠肉眼观测,受人员经验、光线视野、作业范围限制,微小裂缝、表层剥落、钢筋锈蚀等早期隐蔽病害极易漏检,传统模式表观病害检出率仅65%左右,无法实现隐患早发现、早处置。
  3. 高空作业安全风险突出:灾后桥梁桥面湿滑、结构附属设施稳定性下降,人工登高、登高车高空作业危险源多,存在坠落、构件脱落伤人等安全隐患,作业安全管控压力极大。
  4. 数据无法沉淀追溯:传统巡检以纸质记录、人工拍照存档为主,病害位置、尺寸、发展程度无标准化数字化存档,无法形成时序数据对比,难以研判病害发展趋势,无法支撑数据驱动的预防性养护决策,不符合现代化市政桥梁数字化管养升级要求。

整体来看,传统人工巡检模式已无法同时满足灾后市政桥梁巡检的时效性、精准性、安全性、数字化四大核心要求,亟需引入数字化、智能化巡检方案完成模式升级。

睿检无人机桥梁巡检系统的解决方案

问题根源诊断:传统市政桥梁灾后巡检受制于作业空间局限、人工经验偏差、作业模式低效,无法适配极端天气后批量桥梁快速排查、精准检病、安全作业、数据留存的核心需求,难以满足现行桥梁养护规范的应急巡检标准。

系统化解决流程(四步工程化落地)

第一步:实地踏勘定制,适配灾后复杂场景巡检方案

睿检无人机桥梁巡检系统技术团队提前开展全量桥梁实地调研,逐一摸排20座市政桥梁的结构形式、跨度、周边环境、灾后受损初步特征,结合暴雨后桥梁湿滑、杂物堆积、局部遮挡等复杂工况,定制专属无人机巡检航线与作业规范。依托睿检无人机巡检平台的场景适配功能,区分桥面、梁体、墩台、支座、伸缩缝等核心检测区域,规避城市道路遮挡、人流车流干扰,保障全覆盖、无死角巡检,严格对齐JTG 5120养护规范的应急检测标准。

第二步:全自动无人机作业,替代高危人工巡检场景

采用睿检专用工业级巡检无人机,搭载高清防抖成像设备,启动全自动航线飞行巡检模式,全程无需人工登高作业。针对桥梁高空隐蔽部位、人工盲区开展近距离高清采集,完成20座桥梁全结构、全区域影像数据采集,彻底规避高空作业安全风险,同时保障影像数据清晰度、完整性,为AI识别提供高质量数据源。

第三步:AI智能算法研判,精准识别分级各类病害

依托睿检自研桥梁病害AI检测算法,对采集的海量影像数据进行自动化处理,可智能识别并精准标注桥梁裂缝、铺装破损、支座偏移、钢筋锈蚀、墩台冲刷、伸缩缝堵塞等各类典型病害,自动测算病害位置、尺寸、面积等核心参数。同时按照市政桥梁养护标准完成病害分级分类,区分一般性病害、重点隐患病害、结构性风险病害,杜绝人工漏检、误检,保障检测精度标准化、专业化。

第四步:数字化系统复盘,输出合规养护成果

通过睿检桥梁数字化巡检管理系统,对所有巡检数据、病害数据、影像资料进行统一归档、时序留存,形成专属桥梁电子档案。技术团队结合AI识别结果+人工二次复核研判,逐一完成20座桥梁结构安全性评级,针对性输出隐患整改建议、养护优先级方案,快速生成标准化巡检报告,实现“采集-识别-分析-评级-归档-出报告”全流程闭环,同时建立长期数据跟踪机制,为后续病害动态监测提供支撑。

成效验证AI识别成果与全维度数据对比

本次项目通过睿检无人机桥梁巡检方案,彻底颠覆传统人工巡检模式,在巡检效率、病害检测精度、作业安全性、数据数字化程度四大核心维度实现跨越式提升,所有成效数据均贴合市政桥梁灾后巡检工程实际,符合行业规范标准。

AI病害识别成果汇总(20座箱梁桥全域统计)

  1. 裂缝病害:累计发现各类结构裂缝132处,其中宽度>0.5mm严重裂缝18处,细微裂缝(0.2-0.5mm)66处,发丝裂缝48处,裂缝累计总长度286.4m,主要分布于箱梁腹板、底板及盖梁位置,多为暴雨应力变化、雨水侵蚀引发。
  2. 混凝土剥落/缺损:发现混凝土剥落、表层缺损病害47处,总破损面积31.8㎡,局部存在表层骨料裸露问题,多集中于桥梁支座周边、桥面边缘及墩柱表层。
  3. 钢筋锈蚀/露筋:排查发现露筋、钢筋锈蚀点位23处,部分锈蚀点位伴随混凝土保护层脱落,长期雨水浸泡导致钢筋氧化锈蚀,影响结构耐久性。
  4. 支座病害:11座桥梁存在不同程度支座老化、渗水、轻微偏移病害,暴雨积水浸泡加剧支座橡胶老化,存在伸缩适配性下降隐患。
  5. 基础冲刷病害:8座桥梁墩柱基础存在表层冲刷、泥沙淤积问题,局部护坡轻微破损,长期冲刷易导致基础稳定性下降。

典型病害深度展示(5类代表性病害)

病害1:箱梁腹板竖向裂缝

发现位置:12#市政箱梁桥2#墩右幅腹板距墩顶1.8m处

病害表现:竖向贯通细微裂缝,全长2.1m,最大宽度0.62mm,裂缝走势规整,无明显分支,为暴雨后结构应力调整引发的受力裂缝

风险分析:对照JTG 5120规范判定为三级病害,宽度超标易引发雨水渗入梁体,加速内部钢筋锈蚀,长期发展会影响箱梁结构受力稳定性

AI识别结果:精准识别裂缝全长、宽度,尺寸测算误差≤0.05mm,自动标注病害坐标位置,识别准确率100%

处理建议:立即封闭病害区域,采用环氧砂浆注浆修补,修补完成后每季度跟踪观测裂缝发展趋势,纳入重点养护台账

病害2:箱梁底板混凝土剥落缺损

发现位置:07#市政箱梁桥跨中底板位置

病害表现:混凝土表层剥落,破损面积1.2㎡,表层骨料裸露,边缘混凝土疏松,为暴雨雨水长期冲刷、干湿交替侵蚀导致

风险分析:二级病害,表层保护层破损会加速梁体内部结构老化,降低桥梁耐久性,长期易引发深层结构病害

AI识别结果:精准勾勒剥落区域边界,自动测算破损面积,完整留存病害高清影像及标注数据

处理建议:清理疏松混凝土基层,打磨修复后喷涂防腐防护涂层,完成表层修复养护

病害3:盖梁钢筋锈蚀露筋

发现位置:15#市政箱梁桥4#墩盖梁侧面

病害表现:混凝土保护层脱落,纵向主筋裸露,表层氧化锈蚀明显,锈蚀长度0.8m,局部伴随锈胀开裂

风险分析:三级病害,钢筋锈蚀会降低结构抗拉强度,锈胀力会持续扩大混凝土开裂范围,影响墩盖梁承载稳定性

AI识别结果:精准识别露筋锈蚀范围,区分锈蚀区域与完好区域,病害特征识别无遗漏

处理建议:除锈防腐处理,采用专用修补砂浆封闭修复,加强该点位日常巡检频次,每月观测一次

病害4:板式支座老化渗水

发现位置:03#、09#、18#市政箱梁桥墩顶支座位置

病害表现:支座橡胶表层发白、老化硬化,缝隙积水渗水,部分支座存在轻微横向偏移,伸缩适配性下降

风险分析:二级病害,支座老化偏移会导致桥梁受力不均,长期易引发梁体应力集中、桥面开裂等次生病害

AI识别结果:精准识别支座老化、渗水、偏移特征,完成多桥同类病害批量统计归类

处理建议:对老化严重支座登记备案,纳入年度更换计划;临时做好支座排水疏通,避免积水持续浸泡

病害5:墩柱基础表层冲刷

发现位置:02#、05#、11#市政箱梁桥临水墩柱基础

病害表现:暴雨冲刷导致基础表层混凝土磨损,局部护坡泥沙流失,基础周边存在轻微淤积,无明显掏空现象

风险分析:二级病害,长期反复冲刷会逐步削弱基础防护能力,影响桥梁基础整体稳定性

AI识别结果:精准识别基础冲刷范围、磨损程度,自动对比多桥病害差异,完成风险分级

处理建议:清理基础淤积泥沙,修复破损护坡,增设简易防护设施,汛期加大观测频次

巡检模式全维度成效对比

维度 使用前(Before) 使用后(After) 提升幅度
单座桥梁巡检时长 约8.4小时/座 约0.8小时/座 巡检效率提升10倍
表观病害检出率 65%(人工肉眼巡检) 98.2%(AI+人工复核) 病害检出精度提升33.2%
高空作业占比 100%(依赖登高车、人工登高) 10%(仅重点隐患复核少量低空作业) 高空作业风险下降90%
批量巡检报告输出周期 15个工作日(20座桥梁) 3个工作日(20座桥梁) 报告输出效率提升80%

客户反馈

客户反馈(市政工程管理处养护负责人):“特大暴雨后桥梁安全排查时间紧、任务重,传统人工巡检不仅慢、风险高,还容易漏掉隐蔽隐患。睿检的无人机数字化巡检方案,高效完成了20座市政桥梁的全覆盖检测,病害识别精准、数据详实规范,出具的安全评估报告完全契合我们的养护管控和应急处置需求,既解决了灾后快速排查的难题,也为我们后续精细化、数字化管养打下了良好基础。”

行业启示

本次20座市政桥梁暴雨后应急巡检项目,为全国同类型城市市政桥梁管养单位应对极端天气灾后检测、常态化数字化巡检提供了可复制、可落地的标准化解决方案,提炼出三大行业通用方法论,彰显桥梁数字化巡检的技术落地价值。

  1. 建立机巡为主、人巡为辅的应急巡检新模式:针对暴雨、台风等极端天气后桥梁批量应急排查场景,依托无人机全自动巡检替代传统高危、低效的人工登高作业,将人力核心资源聚焦于病害复核、风险研判、整改落地环节,实现安全、效率、精度的三重升级,完美适配市政桥梁应急管控时效要求。
  2. 推行数据驱动的预防性养护体系:摒弃传统纸质记录、经验判养的粗放模式,通过数字化巡检系统实现桥梁病害数据全留存、时序可追溯、趋势可研判,依托标准化数据台账精准定位高频病害、薄弱结构部位,从“事后故障维修”转向“事前隐患预防”,契合JTG 5120养护规范精细化管养要求。
  3. 标准化适配市政桥梁应急巡检场景:城市市政桥梁场景复杂、通行压力大、应急要求高,智能化巡检方案需结合实地场景定制 作业流程,兼顾全覆盖排查、高精度检病、快速出成果三大核心需求,通过“实地调研+定制航线+AI智能识别+专业复盘”的工程化流程,实现巡检工作合规化、标准化、数字化落地,可广泛复用于各城市市政桥梁灾后应急检测、常态化巡检工作。

未来,睿检将持续深耕基建数字化巡检领域,依托技术迭代与长期落地服务经验,持续优化桥梁AI病害识别模型与数字化管养系统,助力市政管养单位全面实现桥梁巡检智能化、养护精细化、管控数字化,筑牢城市市政桥梁安全运行防线。