一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护方法与流程

本申请涉及铁路轨道结构组件的养护或维修，尤其涉及一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护方法。

背景技术：

1、箱梁是高速铁路桥梁的重要组成部分，其质量和状态直接影响桥梁的安全性和耐久性，混凝土材料在硬化过程中需要保持适当的湿度，且浸润处理能够在箱梁表面形成保护层，抵御外部环境的侵害，延长箱梁的使用寿命，另外，湿润的混凝土表面能够有效阻止水分进入内部，减少水分渗透导致的内部侵蚀和钢筋锈蚀。

2、对箱梁进行浸润处理是确保其结构完整性和延长使用寿命的重要措施，由于箱梁质量大而不便移动，目前的浸润处理大多是在箱梁进行喷淋从而达到养护的目的，但由于箱梁一般较大，即使是小跨度箱梁，跨度一般也在10米到30米之间，喷淋过程中因喷头堵塞、损坏，水压不足等原因，难免存在一些区域没有被浸润，而干燥区域容易产生干缩裂缝，这些裂缝不仅影响表面美观，更重要的是可能深入内部，削弱箱梁的整体结构强度，干燥区域表面的微裂缝和孔隙更容易受到环境侵蚀，如雨水渗透、冻融循环等，这些因素会加速混凝土的老化和钢筋的腐蚀，显著降低箱梁的耐久性，箱梁在长期使用中可能会出现局部破损或崩塌，形成安全隐患，尤其是在承受重载或极端天气条件下，这些隐患可能会引发严重的安全事故。

技术实现思路

1、本申请通过提供一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护方法，解决了现有技术中箱梁在喷淋过程中因喷头堵塞、损坏，水压不足等原因，难免存在一些区域没有被浸润的问题，实时监测箱梁梁体的干燥情况并及时浸润，确保了梁体侧面的干燥区域能够被及时且充分地湿润，避免了因干燥引起的梁体质量问题，如开裂、翘曲等，从而大大提高了产品质量。

2、本申请提供了一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护方法，包括梁体侧面、梁体上表面、梁体下表面的养护方法，梁体侧面的养护方法包括以下步骤：采用第一喷淋头对箱梁梁体侧面进行喷洒处理；获取覆盖箱梁梁体侧面区域的图像，识别图像中的干燥区域，计算干燥区域的坐标和干燥区域的面积；获取在像素坐标系中最大面积干燥区域的中心点坐标(xp,yp)，获取第二喷淋头在预设运动范围坐标系中正对中心点坐标(xp,yp)的目标坐标(xm,ym)，获取第二喷淋头当前位置，规划第二喷淋头朝所述目标坐标(xm,ym)移动的路径；控制喷头按照所述路径移动至对应坐标；在喷头至对应坐标时控制喷头喷洒处理从而湿润干燥区域。

3、进一步地，识别图像中的干燥区域并记录干燥区域的坐标具体包括：对图像进行预处理，包括灰度化和滤波去噪；采用阈值分割方法将灰度图像分割为干燥区域和湿润区域，用来检测干燥区域的边缘，突出干燥区域的轮廓；采用轮廓检测算法查找干燥区域的轮廓，并过滤掉非干燥区域；计算每个干燥区域的中心点的像素坐标和面积。

4、进一步地，获取第二喷淋头在预设运动范围坐标系中正对中心点坐标(xp,yp)的目标坐标(xm,ym)具体包括：确定像素坐标系的范围，记为(0,0)到(wp,hp)，wp和hp分别代表图像的宽度和高度；确定预设的运动范围坐标系的范围，记为(0,0)到(wm,hm)，wm和hm分别代表运动范围的宽度和高度；

5、计算像素坐标到运动范围坐标的转换比例，包括水平方向比例sx和垂直方向的比例sy，计算第二喷淋头在预设运动范围坐标系中正对中心点坐标(xp,yp)的目标坐标(xm,ym)，xm＝xp×sx，ym＝yp×sy。

6、进一步地，规划第二喷淋头朝所述目标坐标移动的路径包括：将第二喷淋头在运动范围坐标系中的当前位置坐标记为(xc,yc)，计算目标坐标(xm,ym)与当前位置坐标(xc,yc)之间的水平和垂直差值δx和δy，δx＝xm-cx，δy＝ym-yc。

7、进一步地，所述第二喷淋头安装在导轨组件上，导轨组件包括水平导轨和垂直导轨，水平导轨和垂直导轨的内部分别安装有第一丝杠和第二丝杠，第一丝杠和第二丝杠的规格相同，且第一丝杠和第二丝杠均与伺服电机相连接，第一丝杠和第二丝杠每转动一周，第二喷淋头的移动增量分别为δxs和δys。

8、进一步地，第二喷淋头按照所述路径移动至对应坐标第一丝杠和第二丝杠的转动周数cx和cy分别为：

9、进一步地，每间隔指定时间获取一次所述图像。

10、进一步地，所述第一喷淋头和第二喷淋头均为摇摆式喷头。

11、第二方面，本申请提供了一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护系统，其采用了如第一方面所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其包括：第一喷淋模块、图像获取模块、路径规划模块、目标移动模块和第二喷淋模块。

12、第一喷淋模块用于第一喷淋头对箱梁梁体侧面进行喷洒处理；图像获取模块用于获取覆盖箱梁梁体侧面区域的图像，识别图像中的干燥区域，计算干燥区域的坐标和干燥区域的面积；路径规划模块用于获取在像素坐标系中最大面积干燥区域的中心点坐标(xp,yp)，获取第二喷淋头在预设运动范围坐标系中正对中心点坐标(xp,yp)的目标坐标(xm,ym)，获取第二喷淋头当前位置，规划第二喷淋头朝所述目标坐标(xm,ym)移动的路径；目标移动模块用于控制第二喷淋头按照所述路径移动至目标坐标(xm,ym)；第二喷淋模块用于在第二喷淋头移动至目标坐标(xm,ym)时控制第二喷淋头喷洒处理从而湿润干燥区域。

13、第三方面，本申请提供了一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护装置，其包括存储器和处理器；存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行所述计算机程序时实现如第一方面的高速铁路预制箱梁梁体养护方法的步骤。

14、本申请提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

15、由于采用了第一喷淋头对箱梁梁体侧面进行喷洒处理，实时监测并识别的干燥区域，并及时控制第二喷淋头向干燥区域移动并浸润，有效解决了箱梁在喷淋过程中因喷头堵塞、损坏，水压不足等原因，难免存在一些区域没有被浸润的问题，可以提高水资源的利用效率，有效避免了因干燥引起的梁体质量问题，如开裂、翘曲等，从而大大提高了产品质量，确保了整个护理过程的高效运行。

1.一种用于高速铁路预制箱梁梁体养护方法，包括梁体侧面、梁体上表面、梁体下表面的养护方法，其特征在于，梁体侧面的养护方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，识别图像中的干燥区域并记录干燥区域的坐标具体包括：

3.如权利要求1所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，

4.如权利要求3所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，规划第二喷淋头(2)朝所述目标坐标移动的路径包括：

5.如权利要求4所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，所述第二喷淋头(2)安装在导轨组件上，导轨组件包括水平导轨(3)和垂直导轨(4)，水平导轨(3)和垂直导轨(4)的内部分别安装有第一丝杠(31)和第二丝杠(41)，第一丝杠(31)和第二丝杠(41)的规格相同，且第一丝杠(31)和第二丝杠(41)均与伺服电机相连接，第一丝杠(31)和第二丝杠(41)每转动一周，第二喷淋头(2)的移动增量分别为δxs和δys。

6.如权利要求5所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，第二喷淋头(2)按照所述路径移动至对应坐标第一丝杠(31)和第二丝杠(41)的转动周数cx和cy分别为：

7.如权利要求1所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，每间隔指定时间获取一次所述图像。

8.如权利要求1所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，所述第一喷淋头(1)和第二喷淋头(2)均为摇摆式喷头。

9.如权利要求1所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，梁体上表面的养护方法为：在箱梁梁体上表面边缘铺设止水胶条使止水胶条与箱梁梁体上表面形成蓄水腔，在蓄水腔注水使水完全箱梁梁体的上表面。

10.如权利要求1所述的高速铁路预制箱梁梁体养护方法，其特征在于，梁体下表面的养护方法为：在预设的水养池内注水，移动水养池使箱梁梁体的下表面完全浸没在水养池内的水中。