【工程分享】斜拉索无损检测技术分析！

1.1　国内外研究概况

目前,国外对斜拉桥拉索检测维护机器人的研究未有报导,国内只有上海交通大学机器人研究所对拉索维护机器人进行过研究,并开发出机 器人样机.样机采用爬升机构沿拉索自动爬升,可分别携带清洗、涂装和检测等维护设备对拉索进行维护.该机器人研究所主要研制了2套爬升机构样机,即电动全驱动爬升机构和气动蠕动爬升机构.其中电动全驱动爬升机构采用弹簧压紧 装置使机器人附着于拉索表面,交流电机驱动轮式小车实现连续爬升,机器人样机自重150kg,结构外形为圆形,最大直径1.5m,最大负载250kg,爬升速度1～10m?min,适应缆索直径90～180mm.气动蠕动爬升机构采用气缸夹紧使机器人附着于拉索表面,通过上、下气缸夹紧依次夹紧拉 索,中间气缸升缩运动实现蠕动上升或下降,样机自重130kg,最大负载150kg,外形尺寸600mm× 600mm×1280mm,爬升速度为0.5～5m?min, 适应直径80～140mm的缆索.

经过对上述机器人样机分析可知,该机器人2套样机虽都能实现沿拉索的自动爬升,具有一定的负载能力,但其体积、自重太大,安装操作非常不方便,且因大桥过往车辆和河面高处大风等引 起的拉索振动,使其在高空易出现滑落,安全性较差,并且2套爬升机构压紧装置过大的压紧力会 对缆索造成损伤.因此,研制体积小,自重轻,安全可靠的爬升机器人是实现缆索自动化无损检测的前提.

1.2　斜拉索几何技术特征

通常斜拉桥拉索的结构形状有圆形、平行六棱柱形和螺旋六棱柱形等几种形式,以螺旋六棱柱形拉索最为常见.螺旋六棱柱形拉索的钢丝束断面呈正六边形或缺角六边形紧密排列,经左旋 扭绞2～4°而成,钢丝束外覆盖有5～12mm厚热 挤聚乙烯护套,拉索的外形呈螺旋六棱柱形.拉 索直径51～200mm,通常每座斜拉桥都要用到十几种直径的拉索,直径差达到50mm以上,拉索长度可大于300m,标高可大于160m,倾斜度最 大90°.一座斜拉桥至少有上百根拉索,且需进 行100%检测.