一种桥梁水下桥墩检测评估系统

1.一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：包括整体结构状态模块(1)，外观检测系统(2)，结构检测系统(3)，地形地貌检测系统(4)，水文检测系统(5)，无损检测系统(6)和用于检测墩台结构整体受力性能的振动观测系统(7)；所述整体结构状态模块(1)用于接收所述外观检测系统(2)、所述结构检测系统(3)、所述地形地貌检测系统(4)、所述水文检测系统(5)、所述无损检测系统(6)和所述振动观测系统(7)传送的数据，用于根据以下模型计算整体桥墩状态结果X 1 ；σ i 的计算公式为：a k 为w i 对应的X i 所处的评价等级值域的理论最小值；其中w 2 、w 3 、w 4 、w 5 、w 6 和w 7 为动态加权权数，用于对传输至所述整体结构状态模块(1)的各项数据根据数据特征进行动态加权，通过动态加权凸显评估等级较高的影响；所述外观检测系统(2)用于对墩台表观状态相关数据进行运算并处理为结果X 2 ，用于将结果X 2 传送至所述整体结构状态模块(1)；所述结构检测系统(3)用于对墩台变形变位相关的检测数据进行运算并处理为结果X 3 ，用于将结果X 3 传送至所述整体结构状态模块(1)；所述地形地貌检测系统(4)用于对墩台所处地形相关的检测数据进行运算并处理为结果X 4 ，用于将结果X 4 传送至所述整体结构状态模块(1)；所述水文检测系统(5)用于对水文水质情况相关的检测数据进行运算并处理为结果X 5 ，用于结果将X 5 传送至所述整体结构状态模块(1)；所述无损检测系统(6)用于对桥墩内部结构相关的检测数据进行运算并处理为结果X 6 ，用于结果将X 6 传送至所述整体结构状态模块(1)；所述振动观测系统(7)用于对墩台结构整体受力性能相关的检测数据进行运算并处理为结果X 7 ，用于将结果X 7 传送至所述整体结构状态模块(1)；当X 1 ∈[0,0.2)时，等级为极严重，混凝土梁功能严重劣化，危及行车安全，需要立即对桥墩水下部分采取措施；当X 1 ∈[0.2,0.4)时，等级为严重，桥墩水下部分劣化影响较少，需要加强检查，正常维修；当X 1 ∈[0.4,0.6)时，等级为较重，劣化继续发展将会升为严重等级，需要加强监视，必要时对桥墩水下部分采取措施；当X 1 ∈[0.6,0.8)时，等级为中等，混凝土梁功能严重劣化，进一步发展会危及行车安全，需要尽快对桥墩水下部分采取措施；当X 1 ∈[0.8,∞)时，等级为轻微，桥墩水下部分劣化情况对桥梁无影响，进行正常保养与巡检。 2.根据权利要求1所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述外观检测系统(2)包括混凝土损伤检测系统(21)、裂缝检测系统(22)、表观状态检测系统(23)；所述混凝土损伤检测系统(21)包括墩台身检测模块(211)和桩基础检测模块(212)；所述墩台身检测模块(211)用于对墩台身检测评分并记为X 211 ，用于将所述X 211 传送至所述混凝土损伤检测系统(21)；所述桩基础检测模块(212)用于对桩基础情况评分并记为X 212 ，用于将所述X 212 传送至所述混凝土损伤检测系统(21)；所述混凝土损伤检测系统(21)用于对混凝土混凝土剥蚀、冲蚀、疏松及表面磨蚀、空蚀情况的部位、面积和深度进行检测的混凝土损伤进行评价，用于接收所述X 211 和所述X 212 ，用于根据以下模型计算所述混凝土损伤检测系统(21)运算处理的结果X 21 ：A 11 ×X 211 +A 12 ×X 212 ＝X 21 ，用于将所述混凝土损伤检测系统(21)运算处理的结果X 21 传送至所述外观检测系统(2)；所述裂缝检测系统(22)包括水平裂缝检测模块(221)和竖向裂缝检测模块(222)；所述水平裂缝检测模块(221)用于对水平裂缝情况评分并记为X 221 ，用于将所述X 221 传送至所述裂缝检测系统(22)；所述竖向裂缝检测模块(222)用于对竖向裂缝情况评分并记为X 222 ，用于将所述X 222 传送至所述裂缝检测系统(22)所述裂缝检测系统(22)用于对桥墩裂缝进行评价，用于接收所述X 221 和所述X 222 ，用于根据以下模型计算所述裂缝检测系统(22)结果X 22 ：A 21 ×X 221 +A 22 ×X 222 ＝X 22 ，用于将所述裂缝检测系统(22)运算处理的结果X 22 传送至所述外观检测系统(2)；所述表观状态检测系统(23)包括基础检测模块(231)、内部裂缝检测模块(232)和孔洞检测模块(233)；所述基础检测模块(231)用于对扩大基础、沉井基础或桩基承台腐蚀、风化、剥落、空洞进行评分并记为X 231 ，用于将所述X 231 传送至所述表观状态检测系统(23)；所述内部裂缝检测模块(232)用于对墩台身内部裂缝情况进行评分并记为X 232 ，用于将所述X 232 传送至所述表观状态检测系统(23)；所述孔洞检测模块(233)用于对混凝土外部孔洞和蜂窝麻面情况评分并记为X 233 ，用于将所述X 233 传送至所述表观状态检测系统(23)；所述表观状态检测系统(23)用于对桥墩外观轮廓、平整度、表面附着物、淤积物进行评价，用于接收所述X 231 ，所述X 232 和所述X 233 ，用于根据以下模型计算所述表观状态检测系统(23)结果X 23 ：A 31 ×X 231 +A 32 ×X 232 +A 33 ×X 233 ＝X 23 ，用于将所述表观状态检测系统(23)运算处理的结果X 23 传送至所述外观检测系统(2)；所述外观检测系统(2)用于接收所述X 21 ，所述X 22 和所述X 23 ，用于根据以下模型计算所述外观检测系统(2)结果X 2 ：X 21 +X 22 +X 23 ＝X 2 ；均满足A 11 ≥A 12 ≥A 21 ≥A 31 ≥A 22 ≥A 32 ≥A 33 ，A 11 +A 12 +A 21 +A 31 +A 22 +A 32 +A 33 ＝1；其中，A 11 为墩台身检测系数、A 12 为桩基础检测系数、A 21 为水平裂缝检测系数、A 31 为基础检测系数、A 22 为竖向裂缝检测系数、A 32 为内部裂缝检测系数、A 33 为孔洞检测系数；根据所述X 211 、所述X 212 、所述X 221 、所述X 231 、所述X 222 、所述X 232 、所述X 233 和所述X 2 的理论最大值和理论最小值的区间范围及严重程度将最终结果均分为轻微、中等、较重、严重和极严重5个劣化等级；当所述墩台身检测模块(211)和所述桩基础检测模块(212)其中一项为极严重等级或两项皆为严重等级时放弃继续检测所述混凝土损伤检测系统(21)未检测项目，所述混凝土损伤检测系统(21)直接赋于极严重等级中间值，当所述墩台身检测模块(211)和所述桩基础检测模块(212)两项皆为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述混凝土损伤检测系统(21)直接赋于严重等级中间值；当所述水平裂缝检测模块(221)和所述竖向裂缝检测模块(222)其中一项为极严重等级或两项皆为严重等级时放弃继续检测所述裂缝检测系统(22)未检测项目，所述裂缝检测系统(22)直接赋于极严重等级中间值，当所述水平裂缝检测模块(221)和所述竖向裂缝检测模块(222)两项皆为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述裂缝检测系统(22)直接赋于严重等级中间值；当所述基础检测模块(231)、所述内部裂缝检测模块(232)和所述孔洞检测模块(233)其中一项为极严重等级或两项为严重等级时放弃继续检测所述表观状态检测系统(23)未检测项目，所述表观状态检测系统(23)直接赋于极严重等级中间值，当所述基础检测模块(231)、所述内部裂缝检测模块(232)和所述孔洞检测模块(233)两项以上为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述表观状态检测系统(23)直接赋于严重等级中间值；所述混凝土损伤检测系统(21)、所述裂缝检测系统(22)和所述表观状态检测系统(23)其中一项为极严重等级或两项为严重等级时放弃继续检测所述外观检测系统(2)未检测项目，所述外观检测系统(2)直接赋于极严重等级中间值，当所述混凝土损伤检测系统(21)、所述裂缝检测系统(22)和所述表观状态检测系统(23)两项以上为较重等级且未检测到严重或极严重时，外观检测系统(2)直接赋于严重等级中间值；所述X 211 、所述X 212 、所述X 221 、所述X 231 、所述X 222 、所述X 232 和所述X 233 ，最大值为1，最小值为0，其中最大值代表极严重，最小值代表轻微。 3.根据权利要求1所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述结构检测系统(3)包括墩台及基础外轮廓尺寸检测模块(31)和桥梁垂直度检测模块(32)；所述墩台及基础外轮廓尺寸检测模块(31)用于对墩台的长度、宽度和高度，圆形或圆端形桥墩测量其周长或直径，绘制得到结构的三维尺寸评分并记为X 31 ，用于将所述X 31 传送至所述结构检测系统(3)；所述桥梁垂直度检测模块(32)用于对桥墩墩顶横桥向中心、纵桥向中心与水面位置对应处的坐标评分并记为X 32 ，用于将所述X 32 传送至所述结构检测系统(3)；所述结构检测系统(3)用于接收所述X 31 和所述X 32 ，用于根据以下模型计算所述结构检测系统(3)结果X 3 ：B 1 ×X 31 +B 2 ×X 32 ＝X 3 ，B 1 ≥B 2 ，B 1 +B 2 ＝1；其中B 1 为墩台及基础外轮廓尺寸系数，B 2 为桥梁垂直度检测系数；根据所述X 31 、所述X 32 和所述X 3 的理论最大值和理论最小值的区间范围及严重程度将最终结果均分为轻微、中等、较重、严重和极严重5个劣化等级；所述墩台及基础外轮廓尺寸检测模块(31)和所述桥梁垂直度检测模块(32)其中一项为极严重等级或两项皆为严重等级时放弃继续检测所述结构检测系统(3)未检测项目，所述结构检测系统(3)直接赋于极严重等级中间值，当所述墩台及基础外轮廓尺寸检测模块(31)和所述桥梁垂直度检测模块(32)两项皆为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述结构检测系统(3)直接赋于严重等级中间值；所述X 31 和所述X 32 ，最大值为1，最小值为0，其中最大值代表极严重，最小值代表轻微。 4.根据权利要求1所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述地形地貌检测系统(4)包括河床断面测量模块(41)和地形地貌测量模块(42)；所述河床断面测量模块(41)用于对纵断面测量和横断面测量的河床断面评分并记为X 41 ，用于将所述X 41 传送至所述地形地貌检测系统(4)；所述地形地貌测量模块(42)用于对冲刷、淤积、河床变化情况和河床覆盖层的土质特征，淘空病害、周边有无堆积物、抛填物评分并记为X 42 ，用于将所述X 42 传送至所述地形地貌检测系统(4)；所述地形地貌检测系统(4)用于接收所述X 41 和所述X 42 ，用于根据以下模型计算所述地形地貌检测系统(4)结果X 4 ，C 1 ×X 41 +C 2 ×X 42 ＝X 4 ，C 1 ≥C 2 ，C 1 +C 2 ＝1；其中C 1 为河床断面测量系数，C 2 为地形地貌测量系数；根据所述X 4 、所述X 41 和所述X 42 的理论最大值和理论最小值的区间范围及严重程度将最终结果均分为轻微、中等、较重、严重和极严重5个劣化等级；所述河床断面测量模块(41)和所述地形地貌测量模块(42)其中一项为极严重等级或两项皆为严重等级时放弃继续检测所述地形地貌检测系统(4)未检测项目，所述地形地貌检测系统(4)直接赋于极严重等级中间值，当所述河床断面测量模块(41)和所述地形地貌测量模块(42)两项皆为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述地形地貌检测系统(4)直接赋于严重等级中间值；所述X 42 和所述X 41 ，最大值为1，最小值为0，其中最大值代表极严重，最小值代表轻微。 5.根据权利要求1所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述水文检测系统(5)包括腐蚀性物质含量模块(51)；所述腐蚀性物质含量模块(51)用于对水中的腐蚀性物质评分并记为X 51 ，用于将所述X 51 传送至所述水文检测系统(5)；根据所述X 51 的理论最大值和理论最小值的区间范围及严重程度将最终结果均分为轻微、中等、较重、严重和极严重5个劣化等级，所述腐蚀性物质含量模块(51)的结果X 51 直接传输至所述水文检测系统(5)，作为所述水文检测系统(5)的最终结果X 5 ；所述X 51 ，最大值为1，最小值为0，其中最大值代表极严重，最小值代表轻微。 6.根据权利要求1所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述无损检测系统(6)包括混凝土强度检测模块(61)、碳化深度检测模块(62)、钢筋分布检测模块(63)和内钢筋锈蚀检测模块(64)；所述混凝土强度检测模块(61)用于对水面以上、水位变动区域混凝土回弹强度、取芯强度评分且记为X 61 ，用于将所述X 61 传达至所述无损检测系统(6)；所述碳化深度检测模块(62)用于对水面以上、水位变动区域混凝土碳化深度评分且记为X 62 ，用于将所述X 62 传达至所述无损检测系统(6)；所述钢筋分布检测模块(63)用于对水面以上、水位变动区域钢筋分布评分且记为X 63 ，用于将所述X 63 传达至所述无损检测系统(6)；所述内钢筋锈蚀检测模块(64)用于对水面以上、水位变动区域钢筋锈蚀评分且记为X 64 ，用于将所述X 64 传达至所述无损检测系统(6)；所述无损检测系统(6)用于接收所述X 61 、所述X 62 、所述X 63 和所述X 64 ，用于根据以下模型计算所述无损检测系统(6)结果X 6 ：D 1 ×X 61 +D 2 ×X 62 +D 3 ×X 63 +D 4 ×X 64 ＝X 6 ，D 1 ≥D 2 ≥D 3 ≥D 4 ，D 1 +D 2 +D 3 +D 4 ＝1；其中D 1 为凝土强度检测系数，D 2 为内钢筋锈蚀检测系数，D 3 为碳化深度检测系数，D 4 为钢筋分布检测系数；根据所述X 61 、所述X 62 、所述X 63 、所述X 64 和所述X 6 的理论最大值和理论最小值的区间范围及严重程度将最终结果均分为轻微、中等、较重、严重和极严重5个劣化等级；所述混凝土强度检测模块(61)、所述碳化深度检测模块(62)、所述钢筋分布检测模块(63)和所述内钢筋锈蚀检测模块(64)其中一项为极严重等级或两项以上为严重等级时放弃继续检测所述无损检测系统(6)未检测项目，所述无损检测系统(6)直接赋于极严重等级中间值，当所述混凝土强度检测模块(61)、所述碳化深度检测模块(62)、所述钢筋分布检测模块(63)和所述内钢筋锈蚀检测模块(64)两项以上为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述无损检测系统(6)直接赋于严重等级中间值；所述X 61 、所述X 62 、所述X 63 和所述X 64 ，最大值为1，最小值为0，其中最大值代表极严重，最小值代表轻微。 7.根据权利要求3所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述振动观测系统(7)包括动力性能模块(71)和动力响应模块(72)；所述动力性能模块(71)用于对自振频率、振型和阻尼比评分且记为X 71 ，用于将所述X 71 传送至所述振动观测系统(7)；所述动力响应模块(72)用于对纵向或横向振幅、纵向横向加速度评分且记为X 72 ，用于将所述X 72 传送至所述振动观测系统(7)；所述振动观测系统(7)用于接收所述X 71 和所述X 72 ，用于根据以下模型计算所述振动观测系统(7)结果X 7 ：E 1 ×X 71 +E 2 ×X 72 ＝X 7 ，E 1 ≥E 2 ，E 1 +E 2 ＝1；其中E 1 为动力性能系数，E 2 为动力响应系数；根据所述X 71 和所述X 72 的理论最大值和理论最小值的区间范围及严重程度将最终结果均分为轻微、中等、较重、严重和极严重5个劣化等级；所述动力性能模块(71)和所述动力响应模块(72)其中一项为极严重等级或两项皆为严重等级时放弃继续检测所述振动观测系统(7)未检测项目，所述振动观测系统(7)直接赋于极严重等级中间值，当所述动力性能模块(71)和所述动力响应模块(72)两项皆为为较重等级且未检测到严重或极严重时，所述振动观测系统(7)直接赋于严重等级中间值；所述X 71 和所述X 72 ，最大值为1，最小值为0，其中最大值代表极严重，最小值代表轻微。 8.根据权利要求7所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述外观检测系统(2)、所述结构检测系统(3)、所述地形地貌检测系统(4)、所述无损检测系统(6)和所述振动观测系统(7)放弃检测时，未检测模块、检测结果为严重或极严重的模块生成异常标记并传输至所述整体结构状态模块(1)并添加于所述整体结构状态模块(1)输出结果中。 9.根据权利要求8所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：所述水文检测系统(5)、所述无损检测系统(6)和所述振动观测系统(7)为可选的专项检测系统，所述桥梁垂直度检测模块(32)为可选的专项检测模块，未选中的专项检测系统和专项检测模块评定等级取进行测量的检测系统和检测模块等级结果的众数，评分取该等级的中间值。 10.根据权利要求9所述的一种桥梁水下桥墩检测评估系统，其特征在于：待检测桥墩划分为若干检测区域，所述外观检测系统(2)、所述结构检测系统(3)、所述地形地貌检测系统(4)、所述水文检测系统(5)、所述无损检测系统(6)和所述振动观测系统(7)分别抽检不同的检测区域。