目前，國外對橋式起重機(jī)的安全檢測主要著眼于對金屬結(jié)構(gòu)（ 主梁和端梁等組成橋架的主要構(gòu)件） 健康狀況和疲勞狀況的監(jiān)測。國外使用光纖傳感器等智能結(jié)構(gòu)對起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測，取得了一些階段性研究成果。但這些基

礎(chǔ)性研究中還有許多問題亟待解決，也還沒有設(shè)計(jì)出成型的儀器，推廣起來還需一定的時(shí)間。相較于國外研究橋式起重機(jī)主梁金屬結(jié)構(gòu)的健康和疲勞狀況，國內(nèi)對于橋式起重機(jī)的安全檢測主要體現(xiàn)在：起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)通過使用不同的檢測方法，完成對起重機(jī)主梁一系列安全參數(shù)的逐項(xiàng)檢測。橋式起重機(jī)安全參數(shù)主要為：主梁上拱度、上翹度、下?lián)隙取㈧o剛度等。早期主要采用拉鋼絲測量法、水準(zhǔn)儀法等；目前主要采用光學(xué)儀器測量法，如經(jīng)緯儀法、全站儀法、 激光準(zhǔn)直儀法及激光測距

儀法等。

早期檢測法主要包括拉鋼絲法、水準(zhǔn)儀法等。早期的檢測方法大多需要檢驗(yàn)員爬高作業(yè)，具有危險(xiǎn)性；加上人為讀數(shù)，誤差較大；作業(yè)自動(dòng)化程度很低，故在專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)中已基本淘汰。光學(xué)儀器檢測方法主要是將經(jīng)緯儀、全站儀、激光測距儀等通用光學(xué)儀器和產(chǎn)品應(yīng)用于橋式起重機(jī)主梁的安全檢測之中。

（ 1） 經(jīng)緯儀法。用一個(gè)帶有刻度的直尺吸附在主梁跨中部，首先小車空載，將經(jīng)緯儀調(diào)水平，并使其鏡頭中的十字劃線對準(zhǔn)尺上的某一刻度，然后小車加載，主梁變形，根據(jù)經(jīng)緯儀鏡頭中十字劃線變動(dòng)的數(shù)值，便可以直接讀出主梁的下?lián)现怠＝?jīng)緯儀法能比較簡易地測量主梁的下?lián)隙龋珜χ髁旱纳瞎岸取⑸下N度測量較為困難。

（ 2） 全站儀檢測方法。首先用激光對中器對中，進(jìn)行粗整平，然后用電子水準(zhǔn)器精確整平。全站儀整平后將儀器切換到免棱鏡測距模式，就可對主梁測點(diǎn)進(jìn)行測量。具體測量前要進(jìn)行建站操作，即建立坐標(biāo)系，以支架下的對中激光點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立笛卡爾坐標(biāo)系。測量時(shí)，將測量基準(zhǔn)點(diǎn)定為坐標(biāo)原點(diǎn)。打開激光指示器，輸入點(diǎn)號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)全站儀以使激光點(diǎn)指向主梁的跨中點(diǎn)，手動(dòng)粗調(diào)焦距，然后按下自動(dòng)調(diào)焦按鈕，焦距調(diào)節(jié)完畢后，按下測距按鈕，將測點(diǎn)坐標(biāo)信息保存。同理可測得其他測點(diǎn)的坐標(biāo)信息，利用測點(diǎn)坐標(biāo)信息可解算橋式起重機(jī)主梁的拱度值。然后比較起重機(jī)加載前后兩次跨中測點(diǎn)的坐標(biāo)值即可求得主梁的撓度值。

（ 3） 激光測距儀法。將激光測距儀置于起重機(jī)主梁跨中測點(diǎn)的正下方地面上，空載小車置于梁的任意一端，開啟激光測距儀，光點(diǎn)射向主梁跨中測點(diǎn)，獲得初值并記錄，再將小車開至跨中點(diǎn)，加額定載荷，待主梁穩(wěn)定后，用激光測距儀測出跨中測點(diǎn)的終值并記錄；兩次記錄值之差即為起重機(jī)主梁的下?lián)现怠？梢姡す鉁y距儀法所需的前期準(zhǔn)備時(shí)間較短，可實(shí)現(xiàn)無合作目標(biāo)測量、操作安全性較好。光學(xué)儀器檢測法與早期的檢測法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少 （ 或無需） 檢測人員攀爬大梁，安全性較好、人為誤差較小，檢測精度更高、作業(yè)準(zhǔn)備和操作時(shí)間減少，效率提高等。但檢測所用的光學(xué)儀器基本上是通用儀器，仍需要操作人員額外進(jìn)行數(shù)據(jù)的后續(xù)處理；光學(xué)儀器基本是基于測角和測距來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)測量，一次操作只能進(jìn)行一個(gè)量測點(diǎn)的測量，量測速度慢，它只能進(jìn)行有限點(diǎn)的量測作業(yè)難以獲得起重機(jī)全面的參數(shù)信息。隨著人們對起重機(jī)安全性能重視程度的提高，起重機(jī)安全參數(shù)的檢測需要向便捷、高效、全面、自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展。同時(shí)，起重機(jī)安全檢測不僅要求能提供起重機(jī)當(dāng)前的安全狀態(tài)，還應(yīng)能利用檢測所得的充分信息，并結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)對起重機(jī)的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。因此，今后橋式起重機(jī)的安全檢測一是要在檢測方法上進(jìn)行創(chuàng)新，開發(fā)和應(yīng)用量測速度快、精度高且作業(yè)安全的檢測方法；二是要進(jìn)行起重機(jī)安全檢測的專家系統(tǒng)研發(fā)，使量測數(shù)據(jù)得到快速處理，及時(shí)給出起重機(jī)當(dāng)前的安全診斷結(jié)果；同時(shí)，通過專家系統(tǒng)、利用檢測信息，能對起重機(jī)的健康狀況進(jìn)行智能化評(píng)估，為起重機(jī)的安全作業(yè)提供進(jìn)一步的保證。

2 近景攝影測量在橋式起重機(jī)安全檢測中的應(yīng)用分析

攝影測量學(xué)是一門有著近 160 年發(fā)展歷程的學(xué)科。該學(xué)科在經(jīng)歷了模擬攝影測量、解析攝影測量兩個(gè)階段后，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到數(shù)字?jǐn)z影測量階段。近景攝影測量是攝影測量與遙感學(xué)科的一個(gè)分支，通常是指攝影距離小于 100 m 距離的

非地形攝影測量。先由一臺(tái)或兩臺(tái)像機(jī)在不同位置（ 攝站）對同一物體進(jìn)行拍攝，得到被測目標(biāo)的兩張或多張不同角度像片（ 稱這些像片為立體像對）；然后，利用圖像處理技術(shù)對像片進(jìn)行三維信息的恢復(fù)。待測點(diǎn)空間三維坐標(biāo)的求解方

法主要有：直接線性變換法、空間后方交會(huì)-前方交會(huì)方法、相對定向-絕對定向方法和光束法平差等。如采用相對定向-絕對定向的處理方法，則主要依賴于同名像點(diǎn)（ 指同一目標(biāo)在相鄰像片上的像點(diǎn)） 間的影像匹配。相對定向的作用是確

定相鄰像片的相對位置和姿態(tài)要素，建立一個(gè)與拍攝物體相似的幾何模型；絕對定向的作用則是確定立體像對在物方空間坐標(biāo)系中的絕對方位，從而獲取待測點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。

近景攝影測量法的特點(diǎn)主要有：

（ 1） 瞬間獲取被測物體大量物理信息和幾何信息，作為信息載體的像片或影像容納被測目標(biāo)最大的信息 （ 可重復(fù)使用的信息，容易存貯的信息）。

（ 2）較之常規(guī)測量方法，可以大大減少外業(yè)的工作量。

（ 3） 基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摵同F(xiàn)代的硬、軟件，可提供相當(dāng)高的精度和可靠性。

（ 4） 像片可長期保存，有利于檢查、分析和對比。

利用近景攝影測量相機(jī)，以不同角度對橋式起重機(jī)的主梁進(jìn)行數(shù)字化拍攝；將拍攝的數(shù)字化像片數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)近景攝影測量的圖像處理技術(shù)軟件的解算，可提取起重機(jī)主梁上待測點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息；再通過待測點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息作進(jìn)一步的處理運(yùn)算，即可完成起重機(jī)相關(guān)安全參數(shù)的檢測。例如，主梁下?lián)隙鹊慕皵z影測量檢測過程如下：先將空載小車置于梁的任意一端，由檢測員在事先選擇好的攝站點(diǎn)對起重機(jī)進(jìn)行拍照，獲取第一組像片；再將小車

開至跨中點(diǎn)，加額定載荷，待主梁穩(wěn)定后，再對起重機(jī)進(jìn)行第二組像片拍攝，外業(yè)測量工作結(jié)束。將先后拍攝的兩組像片輸入計(jì)算機(jī)，由程序軟件進(jìn)行量測解算，獲取起重機(jī)主梁各待測點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)信息。對應(yīng)兩組像片，可得到跨中

待測點(diǎn)兩次不同的空間三維坐標(biāo)，經(jīng)差值運(yùn)算即得到下?lián)现担?

進(jìn)而可求得主梁的下?lián)隙取Ｈ粞刂髁嚎缰邢騼啥颂崛「鄿y點(diǎn)的下?lián)现担?jīng)擬合處理，可進(jìn)一步得到主梁的下?lián)隙惹€，這樣更能全面、準(zhǔn)確、形象地表示出主梁下?lián)锨闆r，有利于主梁的維護(hù)與安全。在測量原理、測量精度方面，近景攝影

測量都可滿足橋式起重機(jī)安全參數(shù)的檢測要求。因此，近景攝影測量在橋式起重機(jī)安全檢測中的應(yīng)用是可行的。

3 專家系統(tǒng)在橋式起重機(jī)安全檢測中的應(yīng)用分析

影響橋式起重機(jī)安全運(yùn)行的主要因素是主梁結(jié)構(gòu)因疲勞破壞所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效。目前國內(nèi)起重機(jī)安全檢測屬于常規(guī)的安檢與評(píng)價(jià)，檢驗(yàn)員需記錄每次測量數(shù)值，待測量工作結(jié)束后，主要依靠人工手段處理測量數(shù)據(jù)，再查閱起重機(jī)的檢驗(yàn)規(guī)程，診斷各項(xiàng)安全參數(shù)是否合格，給出安檢結(jié)論。整個(gè)過程中，對檢測所獲得的數(shù)據(jù)缺乏系統(tǒng)的歸納、分析和總結(jié)，并且效率低下，自動(dòng)化程度低；再者因人為因素較多，易導(dǎo)致粗大誤差。因此，有必要建立起重機(jī)安全檢測專家系

統(tǒng)，對安全檢測所獲得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、分析、判斷并作出結(jié)論，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)的動(dòng)態(tài)管理，滿足安檢工作發(fā)展的需要。另一方面，國外使用光纖傳感器等智能結(jié)構(gòu)對起重機(jī)主梁健康狀態(tài)和疲勞狀況的監(jiān)測，已取得了一些研究性成果

對疲勞狀況的分析可用于完成對主梁的疲勞強(qiáng)度、剩余壽命的科學(xué)估算。這些都是目前國內(nèi)起重機(jī)安檢實(shí)踐中所沒有開展的工作。為此，借鑒這部分理論成果，把疲勞壽命分析模塊集成于起重機(jī)安全檢測專家系統(tǒng)中，具有重要意義，從而可以為安檢和維護(hù)人員提供更為全面的、科學(xué)的、快捷的分析結(jié)論。

4 結(jié)語

今后橋式起重機(jī)的安全檢測要向?qū)崟r(shí)、高效、自動(dòng)、智能的方向發(fā)展。近景攝影測量法符合這一發(fā)展方向，若再結(jié)合起重機(jī)安全檢測專家系統(tǒng)，可使量測數(shù)據(jù)得到快速智能處理，并給出較常規(guī)安全診斷更豐富的結(jié)果；同時(shí)，專家系統(tǒng)利用檢測信息及疲勞壽命分析理論，還能對起重機(jī)的健康狀態(tài)進(jìn)行智能化評(píng)估。