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

礎性研究中還有許多問題亟待解決，也還沒有設計出成型的儀器，推廣起來還需一定的時間。相較于國外研究橋式起重機主梁金屬結構的健康和疲勞狀況，國內對于橋式起重機的安全檢測主要體現在：起重機安全監控系統通過使用不同的檢測方法，完成對起重機主梁一系列安全參數的逐項檢測。橋式起重機安全參數主要為：主梁上拱度、上翹度、下撓度、靜剛度等。早期主要采用拉鋼絲測量法、水準儀法等；目前主要采用光學儀器測量法，如經緯儀法、全站儀法、 激光準直儀法及激光測距

儀法等。

早期檢測法主要包括拉鋼絲法、水準儀法等。早期的檢測方法大多需要檢驗員爬高作業，具有危險性；加上人為讀數，誤差較大；作業自動化程度很低，故在專業檢測機構中已基本淘汰。光學儀器檢測方法主要是將經緯儀、全站儀、激光測距儀等通用光學儀器和產品應用于橋式起重機主梁的安全檢測之中。

（ 1） 經緯儀法。用一個帶有刻度的直尺吸附在主梁跨中部，首先小車空載，將經緯儀調水平，并使其鏡頭中的十字劃線對準尺上的某一刻度，然后小車加載，主梁變形，根據經緯儀鏡頭中十字劃線變動的數值，便可以直接讀出主梁的下撓值。經緯儀法能比較簡易地測量主梁的下撓度，但對主梁的上拱度、上翹度測量較為困難。

（ 2） 全站儀檢測方法。首先用激光對中器對中，進行粗整平，然后用電子水準器精確整平。全站儀整平后將儀器切換到免棱鏡測距模式，就可對主梁測點進行測量。具體測量前要進行建站操作，即建立坐標系，以支架下的對中激光點為坐標原點，建立笛卡爾坐標系。測量時，將測量基準點定為坐標原點。打開激光指示器，輸入點號，轉動全站儀以使激光點指向主梁的跨中點，手動粗調焦距，然后按下自動調焦按鈕，焦距調節完畢后，按下測距按鈕，將測點坐標信息保存。同理可測得其他測點的坐標信息，利用測點坐標信息可解算橋式起重機主梁的拱度值。然后比較起重機加載前后兩次跨中測點的坐標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主梁跨中測點的正下方地面上，空載小車置于梁的任意一端，開啟激光測距儀，光點射向主梁跨中測點，獲得初值并記錄，再將小車開至跨中點，加額定載荷，待主梁穩定后，用激光測距儀測出跨中測點的終值并記錄；兩次記錄值之差即為起重機主梁的下撓值。可見，激光測距儀法所需的前期準備時間較短，可實現無合作目標測量、操作安全性較好。光學儀器檢測法與早期的檢測法相比，具有以下優點：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、作業準備和操作時間減少，效率提高等。但檢測所用的光學儀器基本上是通用儀器，仍需要操作人員額外進行數據的后續處理；光學儀器基本是基于測角和測距來實現目標點測量，一次操作只能進行一個量測點的測量，量測速度慢，它只能進行有限點的量測作業難以獲得起重機全面的參數信息。隨著人們對起重機安全性能重視程度的提高，起重機安全參數的檢測需要向便捷、高效、全面、自動化程度更高的方向發展。同時，起重機安全檢測不僅要求能提供起重機當前的安全狀態，還應能利用檢測所得的充分信息，并結合相關理論知識對起重機的健康狀態進行評估。因此，今后橋式起重機的安全檢測一是要在檢測方法上進行創新，開發和應用量測速度快、精度高且作業安全的檢測方法；二是要進行起重機安全檢測的專家系統研發，使量測數據得到快速處理，及時給出起重機當前的安全診斷結果；同時，通過專家系統、利用檢測信息，能對起重機的健康狀況進行智能化評估，為起重機的安全作業提供進一步的保證。

2 近景攝影測量在橋式起重機安全檢測中的應用分析

攝影測量學是一門有著近 160 年發展歷程的學科。該學科在經歷了模擬攝影測量、解析攝影測量兩個階段后，現在已經發展到數字攝影測量階段。近景攝影測量是攝影測量與遙感學科的一個分支，通常是指攝影距離小于 100 m 距離的

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

法主要有：直接線性變換法、空間后方交會-前方交會方法、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（ 指同一目標在相鄰像片上的像點） 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要素，建立一個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系中的絕對方位，從而獲取待測點的三維空間坐標。

近景攝影測量法的特點主要有：

（ 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最大的信息 （ 可重復使用的信息，容易存貯的信息）。

（ 2）較之常規測量方法，可以大大減少外業的工作量。

（ 3） 基于嚴謹的理論和現代的硬、軟件，可提供相當高的精度和可靠性。

（ 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，以不同角度對橋式起重機的主梁進行數字化拍攝；將拍攝的數字化像片數據輸入計算機，經計算機內近景攝影測量的圖像處理技術軟件的解算，可提取起重機主梁上待測點的三維坐標信息；再通過待測點的三維坐標信息作進一步的處理運算，即可完成起重機相關安全參數的檢測。例如，主梁下撓度的近景攝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對起重機進行拍照，獲取第一組像片；再將小車

開至跨中點，加額定載荷，待主梁穩定后，再對起重機進行第二組像片拍攝，外業測量工作結束。將先后拍攝的兩組像片輸入計算機，由程序軟件進行量測解算，獲取起重機主梁各待測點的空間三維坐標信息。對應兩組像片，可得到跨中

待測點兩次不同的空間三維坐標，經差值運算即得到下撓值；

進而可求得主梁的下撓度。若沿主梁跨中向兩端提取更多測點的下撓值，經擬合處理，可進一步得到主梁的下撓度曲線，這樣更能全面、準確、形象地表示出主梁下撓情況，有利于主梁的維護與安全。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安全參數的檢測要求。因此，近景攝影測量在橋式起重機安全檢測中的應用是可行的。

3 專家系統在橋式起重機安全檢測中的應用分析

影響橋式起重機安全運行的主要因素是主梁結構因疲勞破壞所導致的結構失效。目前國內起重機安全檢測屬于常規的安檢與評價，檢驗員需記錄每次測量數值，待測量工作結束后，主要依靠人工手段處理測量數據，再查閱起重機的檢驗規程，診斷各項安全參數是否合格，給出安檢結論。整個過程中，對檢測所獲得的數據缺乏系統的歸納、分析和總結，并且效率低下，自動化程度低；再者因人為因素較多，易導致粗大誤差。因此，有必要建立起重機安全檢測專家系

統，對安全檢測所獲得的各種數據進行對比、分析、判斷并作出結論，以實現科學的動態管理，滿足安檢工作發展的需要。另一方面，國外使用光纖傳感器等智能結構對起重機主梁健康狀態和疲勞狀況的監測，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度、剩余壽命的科學估算。這些都是目前國內起重機安檢實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安全檢測專家系統中，具有重要意義，從而可以為安檢和維護人員提供更為全面的、科學的、快捷的分析結論。

4 結語

今后橋式起重機的安全檢測要向實時、高效、自動、智能的方向發展。近景攝影測量法符合這一發展方向，若再結合起重機安全檢測專家系統，可使量測數據得到快速智能處理，并給出較常規安全診斷更豐富的結果；同時，專家系統利用檢測信息及疲勞壽命分析理論，還能對起重機的健康狀態進行智能化評估。