《橋梁動態(tài)撓度與索力數(shù)字圖像法檢測技術(shù)規(guī)程》編制說明

江蘇省團體標準

《橋梁動態(tài)撓度與索力數(shù)字圖像法

檢測技術(shù)規(guī)程》

編制說明

江蘇現(xiàn)代路橋有限責任公司

江蘇現(xiàn)代工程檢測有限公司

南京工業(yè)大學

一、編制背景及意義

隨著我國大跨橋梁的快速建設(shè)以及既有橋梁功能的不斷退化，對

橋梁結(jié)構(gòu)的檢測鑒定與長期監(jiān)測成為工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的重要工作。對于

大跨橋梁以及纜索支撐橋梁而言，結(jié)構(gòu)動態(tài)位移和索力屬于橋梁狀態(tài)

評價的重要指標，能敏感地反映出既有結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，是完成結(jié)構(gòu)

承載力分析、評價結(jié)構(gòu)受力性能的重要依據(jù)。橋梁運營狀態(tài)下的動態(tài)

撓度及索力數(shù)據(jù)是衡量橋梁結(jié)構(gòu)安全狀況和判斷橋梁老化損傷程度

的重要依據(jù)，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中具有重要的作用。因此準確測得大跨

橋梁的動態(tài)撓度、索力不僅能夠進行結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測，還可以反映橋梁

的運營情況。

數(shù)字圖像檢測作為近年來新興的檢測方法，以其非接觸、高精度、

方便快捷、平臺擴展性強、與人工智能技術(shù)銜接良好等優(yōu)勢，在工程

結(jié)構(gòu)檢測領(lǐng)域呈現(xiàn)出越來越廣泛的應用前景。目前，數(shù)字圖像法已成

功應用于橋梁結(jié)構(gòu)動靜態(tài)位移測量以及拉索索力測量等方向，應用效

果良好，一方面推動傳統(tǒng)工程檢測技術(shù)的應用創(chuàng)新，另一方面引領(lǐng)基

礎(chǔ)方法與應用技術(shù)的科研創(chuàng)新。同時也具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效

益。隨著非接觸圖像檢測技術(shù)在橋梁動態(tài)撓度、索力的廣泛應用，與

此同時，圖像檢測技術(shù)的實現(xiàn)形式存在差異，測試系統(tǒng)也存在差異較

多，在技術(shù)標準尚未統(tǒng)一完善的情況下，導致使用圖像檢測技術(shù)的檢

測方的測量精度以及可靠性參差不齊。橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸圖

像檢測技術(shù)在實現(xiàn)測量的各個環(huán)節(jié)中，缺少與之配套的規(guī)范標準體系

的情況下，此問題進一步突出。

所缺失的標準體系如下：⑴缺少針對檢測程序、操作技術(shù)、數(shù)

據(jù)質(zhì)量要求等方面缺乏明確的標準，無法保證橋梁動態(tài)撓度、索力非

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接觸圖像檢測技術(shù)的規(guī)范化應用。⑵缺失適用于相機選用，三腳架

選用，針對不同相機的視場范圍，以及對于不同橋梁、不同橋梁索力

選用何種成像設(shè)備等內(nèi)容的專用標準；現(xiàn)場安全生產(chǎn)技術(shù)指導依據(jù)不

夠。⑶適合橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸圖像檢測技術(shù)的培訓教材以及

實施尚無編制計劃。

隨著非接觸圖像檢測的快速發(fā)展，非接觸圖像檢測技術(shù)在橋梁的

動態(tài)撓度、索力的檢測技術(shù)體系和技術(shù)水平已初步形成自有特色，亟

須出臺相應的技術(shù)標準，從而指導相應的橋梁檢測。同時，橋梁的動

態(tài)撓度、索力檢測，也是橋梁后期維護的重中之重，政府部門、橋梁

檢測、等單位對標準的編制出臺訴求強烈。因此，編制系統(tǒng)完整且具

體的非接觸圖像檢測技術(shù)在橋梁的動態(tài)撓度、索力技術(shù)相關(guān)標準勢在

必行。

二、工作簡況

任務(wù)來源：2021年9月，經(jīng)江蘇現(xiàn)代路橋有限責任公司、江蘇

現(xiàn)代工程檢測有限公司、南京工業(yè)大學的申請，江蘇省綜合交通運輸

學會根據(jù)申請材料，于2021年11月15日對《橋梁動態(tài)撓度與索力

數(shù)字圖像法檢測技術(shù)規(guī)程》進行了編制大綱評審，同意開展編寫工作。

協(xié)作單位：江蘇現(xiàn)代路橋有限責任公司、江蘇現(xiàn)代工程檢測有限

公司、南京工業(yè)大學

編制組及其成員情況：袁守國、王紅祥、李枝軍、張健東、佘兆

宇、劉安軍、胡健、馬志國、張伊青、謝韋韋、吳岳、李倩、楊琨、

周東升。

標準主要起草人及其所作的工作：標準主要起草人為袁守國、王

紅祥、李枝軍、張健東、佘兆宇、劉安軍、胡健、馬志國、張伊青。

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主要負責本標準的起草、校審以及報批工作。

完成時間：本團體標準于2021年11月立項，計劃于2022年8

月完成。

三、起草階段的主要工作內(nèi)容

為保證本標準制定的科學性、有效性、實用性，標準課題組廣泛

收集了相關(guān)文獻資料，包括相關(guān)論文與研究報告、國家標準、行業(yè)標

準、地方標準等，同時開展了調(diào)研訪談。通過資料與調(diào)研分析，課題

組在對我省潤揚大橋、蘇通大橋、江陰大橋等多座跨江大橋進行現(xiàn)場

測試與應用的基礎(chǔ)上，進一步明確規(guī)程的相關(guān)內(nèi)容。本標準的制定工

作過程簡述如下：

2021年9月30日前提交了標準申請材料。

2021年10月，成立規(guī)程編制組。由江蘇現(xiàn)代路橋有限責任公司、

江蘇現(xiàn)代工程檢測有限公司、南京工業(yè)大學等單位技術(shù)人員組成標準

起草小組，負責標準的調(diào)研、起草、編制和修改。

2021年11月15日江蘇省綜合交通運輸學會公路標準分會對《橋

梁動態(tài)撓度與索力數(shù)字圖像法檢測技術(shù)規(guī)程》進行了編制大綱評審，

同意開展編寫工作。

2022年12月，根據(jù)橋梁動態(tài)撓度與索力數(shù)字圖像法檢測技術(shù)調(diào)

研，提出基本規(guī)定、數(shù)字圖像獲取、數(shù)字圖像預處理、位移和撓度計

算、索力計算、報告編制。

2022年2月，編寫組成員完成各自分工，形成橋梁動態(tài)撓度與

索力數(shù)字圖像法檢測技術(shù)指南。

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2022年4月，總結(jié)理論分析，編寫項目研究報告。

2022年7月，成員對初稿征求意見，形成征求意見稿，組織項

目鑒定及評審。

四、標準編制原則與國家法律法規(guī)、強制性標準及相關(guān)標準的關(guān)系

目前，許多檢測單位正逐步嘗試使用非接觸圖像檢測方法對各類

橋梁動態(tài)位移以及纜索支撐橋梁索力進行檢測，但是由于國內(nèi)圖像法

檢測應用較晚，還沒有對基于圖像處理的位移和索力非接觸檢測方法

行成統(tǒng)一的標準規(guī)范。2021年1月中國工程建設(shè)協(xié)會發(fā)布標準《工

程結(jié)構(gòu)數(shù)字圖像法檢測技術(shù)規(guī)程》送審稿，圍繞工程數(shù)字圖像法檢測

技術(shù)應用過程中的總則、術(shù)語和符號、基本規(guī)定、數(shù)字圖像獲取、數(shù)

字圖像預處理以及檢測內(nèi)容進行描述，檢測內(nèi)容具體包括裂縫檢測、

尺寸與變形測量、位移測量與應變測量，但其中對動態(tài)位移測量規(guī)定

過少，且沒有對基于圖像的索力檢測方法進行規(guī)定。本文件主要參考

了該標準中圖像處理的技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上綜合實際檢測需求，

細化了在實際作業(yè)中對檢測設(shè)備和參數(shù)的要求，還提出了檢測數(shù)據(jù)處

理方法，對基于圖像的索力檢測技術(shù)做了補充，更全面且更具有操作

性。

五、標準主要技術(shù)內(nèi)容

在制定標準過程中，工作組嚴格遵循以下標準化法律、法規(guī)、規(guī)

范的規(guī)定，與現(xiàn)行有關(guān)法律法規(guī)和強制性標準相協(xié)調(diào)一致。作為本標

準起草的重要依據(jù)：

（1）《中華人民共和國標準化法》、《中華人民共和國標準化法實

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施條例》、《江蘇省標準監(jiān)督管理辦法》、《江蘇省地方標準制定規(guī)程》

等法律、法規(guī)及制度；

（2）《GB/T1.1-2009標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和

編寫》（標準文本的結(jié)構(gòu)、格式主要依據(jù)本標準）。

（3）《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/TJ21-2011）、《公

路橋梁技術(shù)狀況評定標準》JTG/TH21-2011、《基于環(huán)境振動激勵的

橋梁拉索索力測試方法》（DB31/T973-2016）。

本文件共包括9章。

章節(jié)內(nèi)容主要包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、基本規(guī)

定、數(shù)字圖像獲取、數(shù)字圖像預處理、位移和撓度計算、索力計算、

報告編制。

六、主要試驗（驗證）的分析、綜述報告，技術(shù)經(jīng)濟論證，預期的經(jīng)

濟效果

此標準適用于運用非接觸圖像檢測技術(shù)對橋梁進行動態(tài)撓度、索

力測量的相關(guān)從業(yè)者，研究者，以及相關(guān)的橋梁安全檢測、后續(xù)橋梁

安全維護單位。

通過對當前橋梁檢測以及安全運維的需求，以及非接觸圖像測量

技術(shù)的優(yōu)勢可分析本標準的應用前景。近年來我國橋梁建設(shè)事業(yè)發(fā)展

較為迅速，調(diào)查統(tǒng)計表明：我國擁有的大跨度橋梁數(shù)量占世界的一半，

數(shù)量眾多。而隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通運輸量和重載運輸?shù)男?/p>

求日益不斷的增加，加劇了很多在役橋梁的老化和功能退化問題。其

中車輛超載將導致橋梁的超荷營運，從而加快了橋梁的疲勞和破壞，

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增加了橋梁的失效概率。橋梁作為我們國家的交通關(guān)鍵樞紐，在保障

交通運營安全和社會經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的意義；但是近年來，甚至

出現(xiàn)了多起橋梁垮塌的工程事故，引起了社會各界的廣泛關(guān)注。這使

我們應該充分重視對橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測和安全性評估。我們應采取

措施加強對橋梁結(jié)構(gòu)安全狀況的監(jiān)測工作，對橋梁承載能力進行檢測

評定。

非接觸圖像檢測技術(shù)在橋梁檢測中得到了應用非接觸圖像檢測

技術(shù)得到人們的認可，是由于非接觸圖像檢測技術(shù)具有很好的優(yōu)勢，

通過圖像采集，圖像處理，特征像素點的位移等進行檢測。隨著互聯(lián)

網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，非接觸圖像檢測技術(shù)將橋梁檢測技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

相結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)共享，能夠及時收集橋梁動態(tài)撓度、索力

等信息，并做出科學的分析與反饋。后續(xù)通過數(shù)據(jù)的收集處理，做到

及時發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)的問題，準確獲取橋梁的信息，有利于橋梁的維護

與運營。且非接觸圖像檢測技術(shù)更加自動化、人性化和高效化，避免

了接觸式測量的橋梁封閉檢測對交通的影響，同時減低檢測工作人員

的工作量，大大提高檢測過程的人員安全性，為橋梁安全運行提供保

障。橋梁檢測、安全運維均需要獲取橋梁的動態(tài)位移及拉索索力，且

我國的橋梁檢測、運營需求體量巨大，加之非接觸圖像檢測技術(shù)因此

特有的優(yōu)勢能很好的滿足此需求。因此編制非接觸圖像檢測技術(shù)對橋

梁進行動態(tài)撓度、索力測量的相關(guān)標準有廣泛的應用前景。通過對江

蘇省高速公路橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸圖像檢測技術(shù)標準的編制，

可以有效獲取橋梁狀態(tài)評價指標，加快高速公路橋梁養(yǎng)護的技術(shù)發(fā)展，

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具有較大的社會效益。而基于圖像的橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸檢測

技術(shù)相較于傳統(tǒng)接觸式數(shù)檢測來說，省時省力，降低了高速公路橋梁

檢測的費用，具有較大的經(jīng)濟效益。

通過制定橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸圖像檢測技術(shù)規(guī)程可降低檢

測人員的工作量，提高檢測效率，提高作業(yè)安全性，降低橋梁檢測的

風險，提高相關(guān)檢測經(jīng)濟及社會價值。本規(guī)程，可將非接觸圖像檢測

技術(shù)標準化、產(chǎn)業(yè)化，將促進非接觸圖像檢測技術(shù)領(lǐng)域的新產(chǎn)品的開

發(fā)以及市場的開拓。通過制定橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸圖像檢測技

術(shù)規(guī)程，將有利于相關(guān)研究人員在統(tǒng)一的標準下實現(xiàn)研究成果轉(zhuǎn)化，

提高新產(chǎn)品研究開發(fā)技術(shù)能力，為橋梁動態(tài)撓度、索力非接觸圖像檢

測系統(tǒng)的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。通過規(guī)程的制定，可支撐相關(guān)橋梁檢測技術(shù)

骨干的培訓，可成為我國巨大橋梁檢測及運維可持續(xù)發(fā)展的中堅力量，

也將我國橋梁交通長期持續(xù)發(fā)展的源泉。本規(guī)程，可標準化非接觸圖

像檢測技術(shù)，帶動相關(guān)產(chǎn)品的研究發(fā)展，提高相關(guān)研究價值，帶動相

關(guān)就業(yè)，促進非接觸圖像進檢測技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)及發(fā)展，從而

推動橋梁檢測產(chǎn)業(yè)構(gòu)成和布局的優(yōu)化及發(fā)展。

七、采用國際標準的程度及水平的簡要說明

在充分調(diào)研日本、韓國以及歐美等多個國家最新成果基礎(chǔ)上，結(jié)

合了國內(nèi)相關(guān)測試規(guī)程體系的相關(guān)內(nèi)容，編制了《橋梁動態(tài)撓度與索

力數(shù)字圖像法檢測技術(shù)規(guī)程》。

本文件參考的主要國際標準為ISO17123-4:2012和德國機械工程

師協(xié)會標準VDI/VDE2626Blatt1-2019。

ISO17123的這一部分規(guī)定了在用于建筑測量時確定和評估光電

測距儀（EDM儀器）及其輔助設(shè)備的精度（可重復性）時應采用的

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現(xiàn)場程序。但僅適用于反射器型EDM儀器，沒有規(guī)定非棱鏡EDM

類型的程序。

VDI/VDE2626Blatt1-2019標準包含有關(guān)基于圖像相關(guān)技術(shù)的

測量系統(tǒng)評估準確性的實用驗收和監(jiān)視程序。它定義了DIC測量系

統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，并描述了確定這些參數(shù)的程序和試件。該標準適用于

基于DIC技術(shù)的測量系統(tǒng)，用于基于面積的表面二維或三維位移確

定以及基于面積的表面應變確定。

本文件主要參考了ISO7123的現(xiàn)場程序和VDI/VDE2626Blatt

1-2019中定義的DIC測量系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出

了遠距離位移測量的具體技術(shù)參數(shù)和現(xiàn)場檢測方法，還提出了數(shù)據(jù)處

理方法，比現(xiàn)有的國際標準更全面、更具有操作性。

八、重大分歧意見的處理過程和依據(jù)

《橋梁動態(tài)撓度與索力數(shù)字圖像法檢測技術(shù)規(guī)程》在起草過程中

暫未出現(xiàn)重大分歧。

九、貫徹標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦

法等內(nèi)容）

（1）加強標準在橋梁檢測方向?qū)嵤┑膽?，推進標準實施

建議各級主管部門、相關(guān)監(jiān)督管理部門及從事橋梁檢測相關(guān)業(yè)務(wù)

的企業(yè)，積極采用本標準。

（2）加大標準宣貫力度，擴大宣貫范圍

在本團體標準實施后，組織標準宣貫培訓班，對相關(guān)各方單位的

人員進行本團體標準的宣貫培訓。標準的宣貫工作不僅包括標準文本

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本身，還