《公路桥梁拉吊索自动检测技术规程》

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

公路桥梁拉吊索自动检测技术规程

TechnicalCodeforAutomaticDetectionofSlingsonHighwayBridges

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

1总则............................................................................................................................1

2术语............................................................................................................................1

3基本规定....................................................................................................................3

4自动检测装置............................................................................................................6

4.1一般规定..........................................................................................................6

4.2自攀爬平台......................................................................................................7

4.3搭载检测设备..................................................................................................7

4.4技术指标..........................................................................................................9

4.5设备检定........................................................................................................10

5数字图像法表观缺损检测......................................................................................11

5.1一般规定........................................................................................................11

5.2数字图像的获取............................................................................................11

5.3数字图像几何校正........................................................................................11

5.4检测指标计算................................................................................................12

5.5检测指标表达与记录....................................................................................14

6磁检测法内部损伤检测..........................................................................................16

6.1一般规定........................................................................................................16

6.2基准标定........................................................................................................16

6.3参数设置........................................................................................................16

6.4数据获取........................................................................................................16

6.5结果判定........................................................................................................16

7检测报告..................................................................................................................18

附录A检测报告内容..............................................................................................19

用词说明......................................................................................................................20

公路桥梁拉吊索自动检测技术规程

1总则

1.0.1为适应公路桥梁科学管养工作的需要，规范和指导拉吊索自动化检测技

术，提高作业效率并实现科学养护，保障公路桥梁拉吊索与桥梁整体服役安全性，

做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规程。

条文说明：

悬索桥、斜拉桥和拱吊桥等公路桥梁的拉吊索在建造与使用中会产生多种形

式的缺陷与损伤。拉吊索表观损伤包括表面磨损、刮伤、凹坑、开裂、鼓包、老

化等服役损伤以及防护套安装破损等施工缺陷；拉吊索内部损伤可分为两大类，

局部缺陷型(LocalizedFault)和金属截面积损耗型(LossofMetallicCrossSectional

Area)，并分别简称为LF型损伤和LMA型损伤。LF型损伤是指在钢丝绳局部产

生的损伤，主要包括内、外部断丝，锈蚀斑点，局部形状异常等，特点是钢丝绳

的金属截面积突然减小；LMA型损伤是指钢丝绳在轴向较长的范围内有效金属

截面积的缓慢减少，主要包括磨损、长距离锈蚀、绳径缩细等，特点是钢丝绳的

金属截面积在较长范围内普遍减少。

当前，基于数字图像与深度学习的工程结构表观缺损检测已经成为具备产业

化应用的成熟方法，在公路桥梁拉吊索表观缺损检测具备良好的技术优势与应用

前景。同时，磁检测法被认为是拉吊索内部钢丝损伤检测最可靠、成熟的方法，

可以直观显示缺陷的形状、大小、倾斜角度等参数且检测灵敏度高，可检出断口

间距0.1mm的缺陷损伤，具有原理简单、检测速度快、效果好、费用低廉等优

点，比较适合检测由导磁性良好的碳素钢制成的钢丝绳。

随着公路桥梁检测需求的增长，拉吊索快速准确检测技术需求迫切。鉴于上

述技术发展与行业需求背景，适应公路桥梁科学管养工作的需要，本规程围绕拉

吊索表观损伤与钢丝损伤2项指标，规范拉吊索自动化检测技术，制定相关技术

条文。

1

1.0.2本规程适用于悬索桥、斜拉桥和拱吊桥等公路桥梁的拉吊索自动化检测，

铁路、矿山、索道等其它行业的绳索应用领域可参考使用。

条文说明：

悬索桥、斜拉桥和拱吊桥等公路桥梁拉吊索的初始检测、定期检测与专项检

测均可参照本规程，铁路桥梁、矿山与索道钢丝索等也可参考使用。

1.0.3本规程制订公路桥梁拉吊索表观缺损与内部损伤的自动化检测规则，明

确了自攀爬平台及搭载检测设备的技术要求，规范了数字图像法表观缺损检测与

磁检测法拉吊索内部损伤检测的自动化方法，制订了拉吊索自动化检测过程数据

获取、识别分析、量化判定与报告编制等工作流程。

条文说明：

本规程对检测装备与检测过程均进行了规范并给出建议。

1.0.4公路桥梁拉吊索自动检测除应符合本规程的规定外，尚应符合有关法律、

法规及国家、行业有关标准的规定。

条文说明：

相关标准主要有：

《公路桥涵养护规范》（JTG5120-2021）

《公路桥梁技术状况评定标准》（JTGTH21-2011）

其它相关标准规范。

2

2术语

2.0.1表观缺损apparentdefectanddamage

针对公路桥梁拉吊索，指表面磨损、刮伤、凹坑、开裂、鼓包、老化等服役

损伤以及防护套安装破损等常见施工缺陷。

2.0.2内部损伤internaldamage

针对公路桥梁拉吊索，指内部钢丝的断丝、锈蚀、磨损等损伤。

2.0.3钢丝缆索标称金属有效截面积theoryefficiencyareaofmetalhighstrength

wirecable

钢丝缆索设计参数，理论上的完好金属有效截面积。

2.0.4钢丝缆索实测金属有效截面积reallyefficiencymetalareaofhighstrength

wirecablesection

实际测得的钢丝缆索金属有效截面积。

2.0.5金属有效截面积损失Effectivesectionalarealossofmetal

钢丝缆索的标称有效金属截面积与钢丝缆索实测有效金属截面积之差。

2.0.6局部损伤localflaw，即LF

拉吊索内部钢丝中的不连续,诸如断丝、钢丝的蚀坑、较深的钢丝磨损或其它

钢丝局部物理状态的退化等。

2.0.7金属横截面积损失lossofmetalliccross-sectionalarea，即LMA

拉吊索内部钢丝上特定区域中材料(质量)缺损的相对度量,它是用仪器进行

检测,并通过比较检测点与钢丝上象征最大金属横截面积的基准点来测定的。

2.0.8数字图像digitalimage

由数字成像设备或模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用数

字计算机或数字电路存储和处理的图像。

2.0.9数字图像法检测digitalimagemethoddetection

1

利用成像设备获取工程结构的数字图像数据后，经过数字图像预处理，对裂

缝、尺寸变形、位移和应变等指标进行检测的方法。

2.0.10成像设备imagingdevice

由成像元件、镜头等部件组成的满足薄透镜成像原理的设备。

2

3基本规定

3.0.1公路桥梁拉吊索检测周期宜满足以下要求：

1养护检查等级为Ⅰ级的桥梁，拉吊索定期检查周期不得超过1年；

养护检查等级为Ⅱ、Ⅲ级的桥梁，拉吊索定期检查周期不得超过3

年。

2在3.0.2条列出情况下应立即组织检测。

条文说明：

公路桥梁拉吊索的常规检测周期与《公路桥涵养护规范》（JTG5120-2021）

等标准内容相协调。

3.0.2公路桥梁拉吊索在下列特殊情况下应进行检测：

1第一次安装、使用前；

2索力下降或常规检测结果异常；

3索体表面损伤严重或锈蚀明显；

4承受明显超额载荷或受到非正常工作状态的较强冲击载荷；

5索体受到车辆冲撞等较强机械冲击或受雷电击中；

6其它可能导致或反映拉吊索损伤的情况。

条文说明：

拉吊索在第一次安装、使用前进行检测，与《公路桥涵养护规范》（JTG5120-

2021）等标准的初始检测规定相协调。

其它可能导致或反映拉吊索损伤的情况，主要通过桥梁经常检查或桥梁健康

监测系统所发现。

3.0.3公路桥梁拉吊索的自动检测技术应具有以下特征：

3

1应具备自行驱动、攀爬拉吊索的平台装置，可克服其自重和搭载检测设

备的负载；

2应具备数字图像法防护套表观缺损检测与磁检测法钢丝损伤检测的1

项或2项自动化功能；

3视觉系统与爬升系统的位置信息应同步，应实现数字图像检测与磁检测

数据与对应位置信息的记录。

条文说明：

公路桥梁拉吊索自动化监测设备，可只具备数字图像法防护套表观缺损检测

功能，执行拉吊索快速检测，也可同时具备数字图像法防护套表观缺损检测与磁

检测法钢丝损伤检测等2项功能。

3.0.4下列情况下宜采用自动检测技术进行公路桥梁拉吊索检测：

1需要大面积检测时；

2架设支架、卷扬机传送检测设备等方法，以及吊篮人工接触式等方法不

能满足工程场地要求与检查效率要求时；

3拉吊索可能存在内部损伤，人工目测与远距离摄影等方式无法检出损伤

时；

4其它检测方式难以实施或不满足检测要求时。

条文说明：

公路桥梁拉吊索的人工目测与远距离摄影，无法识别防护套表观细小裂缝、

难以满足影像分辨率要求；吊篮人工接触式检测存在高空作业风险且作业效率不

高，必要时宜采用自动检测技术进行公路桥梁拉吊索检测。

3.0.5拉吊索自动检测内容应包括：

1应对防护套表观进行有无裂缝、鼓包、破损的检查；

2必要时宜对内部钢丝执行无损检测，检查钢丝有无断丝；

4

3防护套表观检测与钢丝无损检测出现异常时可破损打开防护套，检查

吊索钢丝涂膜有无劣化，钢丝有无锈蚀、断丝。

条文说明：

拉吊索自动检测内容不应少于人工检测的可检内容。

3.0.6公路桥梁拉吊索自动检测应按图3.0.6规定的程序进行：

检测任务委托

检测方案制定

检测仪安装结

果

不

满

防护套表观损伤检测内部钢丝损伤检测足

要

求

数据分析与损伤量化

结果判断与输出

检测结果记录

图3.0.6公路桥梁拉吊索自动化检测流程

条文说明：

公路桥梁拉吊索检测，宜采用防护套表观检测、内部钢丝检测断丝的顺序执

行，为节省检测时间，这2项内容可合并同时执行。必要时可执行防护套开窗损

伤检测。

5

4自动检测装置

4.1一般规定

4.1.1拉吊索的自动检测装置应满足以下规定：

1宜采用具备拉吊索自攀爬功能的机器人作为检测平台；

2宜具备数字图像法防护套表观缺损检测功能，或同时具备数字图像法防

护套表观缺损检测及磁检测法内部损伤检测的功能；

3装置应具备高空作业过程紧急情况安全处置的功能。

条文说明：

拉吊索自攀爬机器人可由有线或无线进行供电、数据传输与控制。硬件平台

与软件系统应通过技术或产品鉴定并经与成熟方法验证。

4.1.2应避免在雷电、暴雨、大风等不利天气环境下操作自动检测装置，不宜在

夜晚与光照不良的条件下操作自动检测装置。

条文说明：

暴雨、夜晚与光照不良的条件无法目视操作拉吊索自攀爬机器人，存在一定

作业风险，应避免。

4.1.3宜选择作业目标设备附近的平坦、空旷、障碍物的区域安装自动检测装置，

应与目标设备和其他设施、设备保持足够的安全距离；桥上操作时应采用措施避

免高空坠落。

条文说明：

暴雨、夜晚与光照不良的条件无法目视操作拉吊索自攀爬机器人，存在作业

风险，应避免。

4.1.4检测工作地点应避免无关人员干扰，必要时可设置安全警示区。

条文说明：

6

桥上作业区应设置安全警示区，必要时桥下宜设置安全隔离区。

4.2自攀爬平台

4.2.1自攀爬平台应封闭环绕待检测拉吊索，应保障待检测拉吊索在检测过程

中处于环绕中心位置；待检测拉吊索外表面与检测装置内表面之间保持稳定间隙。

条文说明：

数字图像法检测相机与拉吊索防护套外表面之间的物距应保持一致，因此应

保持间隙稳定。

4.2.2自攀爬平台应满足以下规定：

1自攀爬能力充足且运行平稳，不会偏离预定轨迹或者颠簸爬行以免对检

测数据造成影响；

2自动化爬索平台应需充足的承载能力，平台与设备的总重量宜轻量化；

3宜采取措施控制、避免自攀爬平台攀爬过程的被动旋转；

4自动化爬索平台应具备系统突发断电后安全回收的功能。

条文说明：

1采用线阵相机进行防护套外表面损伤检查，平台攀爬尤其应保持匀速运

动，运行平稳；

2仅安装数字图像装备、进行防护套表观检测的平台，宜实现便携化、轻

量化；同时安装防护套表观检测装备与内部钢丝检测装备的平台，宜尽

量优化总重。

3受拉吊索表面防护套纹路、装饰灯带等影响，爬索平台运行过程可能是

生不受控制的被动旋转，影响数字图像的采集以及损伤定位，宜采取措

施避免。

4.3搭载检测设备

4.3.1搭载检测设备应具备续航期间连续不间断检测的能力。

7

条文说明：

搭载设备应具备满足现场检测要求的充足电源。

4.3.2数字图像检测设备与磁检测设备应具备协同工作的能力，宜满足以下要

求：

1数字图像检测宜完全覆盖拉吊索待检测表面，在发现可疑操作后宜降

低自攀爬平台移动速度并利用磁检测设备详细检测；

2数字图像检测宜达到实时检测的性能要求。

条文说明：

1内部钢丝的锈蚀多发生于防护套开裂或破损的情况。由于数字图像法检

测具有方便高效的优势，优先采用数字图像法执行全检、在检出防护套

表观损伤后利用磁检测设备进行内部钢丝损伤检测，可实现效率最高；

2为了在发现防护套损伤时立刻执行内部钢丝损伤检测，数字图像检测满

足到实时性要求。

4.3.3数字图像法检测设备应由绕索体中心环绕一周的成像设备组成，成像设

备的拼接视场应能完整覆盖拉吊索周长，经畸变校正后应能还原整个拉吊索表

面。

条文说明：

满足环向覆盖要求时，采用面阵或线阵相机组成数字图像法检测设备均可行。

4.3.4数字图像法成像设备应符合下列要求：

1当自攀爬平台移动较快时，快门速度和采样频率应满足动态测试的要

求；

2镜头宜选用量测型镜头；

3镜头靶面尺寸不应小于感光元件尺寸；

4镜头的分辨率不应小于相机感光元件的物理分辨率；

8

5镜头焦距的选择应由测量距离、感光元件的对角线长度与测量范围的

对角线长度确定；

6具备必要的补充光源条件；

7景深应满足视场内拉吊索防护套外表面清晰成像要求。

条文说明：

1采用线阵相机进行防护套外表面损伤检查，平台攀爬尤其应保持匀速运

动，运行平稳；

2量测型镜头可有效控制畸变且方便图像的畸变矫正；

7拉吊索防护套直径一般在20公分以内，无论采用面阵相机或线阵相机，

均面临大景深拍摄的挑战。因此，宜对设备参数进行充分计算与测试，

使相机景深尽可能大、满足视场内拉吊索防护套外表面清晰成像要求.

4.3.5公路桥梁拉吊索内部损伤磁检测设备宜满足下表配置要求：

表4.3.5磁检测设备性能参数要求

参数名称参数要求备注

金属截面积损失LMA检测范围0-20%/

断丝LF检测灵敏度1丝单丝直径5mm以上时

4.4技术指标

4.4.1数字图像法对表观缺损的分辨、解析与识别能力不小于：0.1mm宽的裂

缝及10mm×10mm的磨损、刮伤、凹坑、鼓包、老化等服役损伤以及防护套安装

破损，同时裂缝等损伤的最小宽度位置成像后应不小于1个像素；

条文说明：

参考《公路桥涵养护规范》（JTG5120-2021）等行业标准对桥梁表观损伤的

检测精度要求，采用自动化技术和数字图像法检测拉吊索时，本规程要求对裂缝

的识别能力不低于0.1mm宽，对其它块状损伤的识别能力不低于10mm×10mm面

9

积；此外，0.1mm的裂缝在靶面成像后不少于1个像素宽，以此保证最低的影像

分辨率。

4.4.2磁检测法检测金属有效截面积损失百分量测量的最大允许误差为士1%。

4.5设备检定

4.5.1自动化爬索平台的爬升系统的同步装置宜每年检定一次。

4.5.2数字图像检测装置的损伤识别准确率宜每年检定一次。

条文说明：

检定应以包含各类损伤的拉吊索样品为对象开展。

10

5数字图像法表观缺损检测

5.1一般规定

5.1.1数字图像法检测宜采用以下程序进行：数字图像获取、几何校正、检测

指标计算、表达与记录等。

条文说明：

数字图像的几何校正是将拍摄得到的防护套图像校正为无几何变形图像。

5.1.2检测指标计算应采用人工方法或深度学习等智能化方法实现，在大面积

检测情况下宜采用智能化方法。

条文说明：

深度学习等智能化方法在满足准确率的情况下可大大提升数据处理的速度

与效率，宜优先选用。

5.2数字图像的获取

5.2.1拍摄时应保障光照强度，选择光线柔和、亮度均匀的视觉场景，并应避

免逆光拍摄；

条文说明：

逆光拍摄导致的图像局部过曝与光晕难以通过数字图像处理调整，应避免。

5.2.2拍摄时应保证拍摄相机稳定、减轻抖动，或提高快门速度保证成像清晰；

条文说明：

成像清晰是裂缝等病害准确识别的前提条件，减少机器人运行过程中相机的

抖动，或采用高速快门拍摄图像，可有效保证图像质量。

5.3数字图像几何校正

5.3.1几何校正应选择合理、严谨、解算稳定可靠的模型；

11

条文说明：

图像校正模型包括相机标定模型、联合平差模型、粗差检测模型等。考虑

到拍摄方式、相机硬件、控制方式、精度要求等存在差异，因此，不管是购买

软件或自研软件，模型应能够精确表达各种误差，输出精度或可靠性指标符合

工程方案要求。

5.3.2几何校正宜选用下列方式：

1需要获取平面或空间信息时，应综合二维、三维几何信息以及成像模

型等进行校正；

2仅需获取长度、位移等一维信息时，宜通过相机光轴与检测目标间的

夹角实施投影校正。

条文说明：

拍摄拉吊索表面照片，由于成像系统物距小、焦距短，照片的几何变形是

无法避免的。进行图像的几何校正，应综合二维与三维信息、根据薄透镜成像

模型实施。

5.4检测指标计算

5.4.1检测指标计算应包括必要的数字图像预处理、目标分类、量化与定位等

内容。

条文说明：

拍摄拉吊索表面照片，由于成像系统物距小、焦距短，照片的几何变形是

无法避免的。进行图像的几何校正，应综合二维与三维信息、根据薄透镜成像

模型实施。

5.4.2必要时应先对数字图像进行图像增强等预处理操作。图像增强应包括色

彩增强、降噪增强和尺寸调整等过程。预处理后的图像应真实地反映实际材质

的图案、质感、颜色及透明度，细节应清晰完整且无缝隙或错位。

条文说明：

12

图像降噪、增强等操作均属于预处理，预处理后的图像应满足检测指标计

算的要求，即待检测的裂缝等损伤清晰可见、易于分辨。

5.4.3指标的目标分类应根据下列方法操作：

1宜采用大数据驱动的深度学习方法完成磨损、刮伤、凹坑、开裂、鼓

包、老化以及防护套安装破损等典型拉吊索表面缺损的自动化分类识

别；

2在表观缺损复杂或自动化分类识别精确率不足时可配合人工方法完成

目标分类；

3当需要检测裂缝宽度、长度等参数时，在对损伤进行自动化或人工分

类后，宜采用数字图像处理或像素级深度学习方法完成裂缝体的提

取，并宜对裂缝的宽度与长度进行量化计算。计算方法宜参考CECS标

准《工程结构数字图像法检测技术规程》。

条文说明：

1采用深度学习方法进行磨损、刮伤、凹坑、开裂、鼓包、老化以及防护

套安装破损等典型拉吊索表面缺损的自动化分类检测，可根据实际拉吊

索表面常见的损伤类型标记样本，可对少见的损伤类型进行合并。此外，

宜对拉吊索防护套表面纹路、装饰灯带等常见干扰进行负样本标记。

2自动化分别识别方法在大多数情况下可以取得比较好的效果，但对于少

见的损伤一般无法准确检出，必要时应进行人工辅助操作。

3本条前2款仅实现裂缝病害的分类与检出，若检测需要实现裂缝长度、

宽度等参数的计算，应进行裂缝体的提取并通过数字图像处理方法计算

裂缝参数。

5.4.4损伤指标应通过自攀爬平台在拉吊索上行进的里程计，或采用拼接的拉

吊索表面数字图像展开图完成定位。

条文说明：

图像宜进行纵向拼接以完成损伤定位。

13

5.4.5数字图像法检测防护套表观损伤时的识别准确率应按下列方法进行验

证：

1拉吊索表观缺损宜采用网格面积量化，网格标准尺寸为5cm×5cm；

2裂缝率DR定义为单根吊索中有裂缝的网格数除以所有网格数；磨损、

刮伤、凹坑、鼓包、老化等块状损伤率BR定义为单根吊索中有块状损

伤的网格数除以所有网格数；

3通过深度学习、机器学习、数字图像处理等自动化技术计算得到计算

裂缝率DRa与计算块状损伤率BRa；亦可通过人工图像检测得到计算裂

缝率DRa与计算块状损伤率BRa；

4通过专业手段计算得到真实裂缝率DRc与真实块状损伤率BRc；

5DRa与DRc的相对误差绝对值应小于等于10%，BRa与BRc的相对误差绝

对值应小于等于5%。

条文说明：

数字图像法检出并分类损伤可采用人工方法或深度学习等自动化算法，准

确度的定义参考了《公路路面技术状况自动化检测规程》（JTG-TE61-2014）中

路面裂缝损伤检测的内容。裂缝率与块状损伤率不同的准确率要求在于其识别

的难度不同。

5.5检测指标表达与记录

5.5.1指标的表达与记录应满足以下要求：

1检测结果可在原始照片、拼接图或二维效果图中表达；

2应记录带损伤网格的磨损、刮伤、凹坑、开裂、鼓包、老化以及防护

套安装破损等典型损伤类型信息，以及位置信息等。宜结合深度学习

划分的网格图进行展示。

3裂缝的宽度、长度、分布参数应使用成像模型或场景中绝对尺寸进行

像素单位与标准长度单位的换算，表达为标准长度单位信息。

14

条文说明：

防护套表观病害检测的结果应至少包括损伤的位置与类型。必要时可对裂

缝的参数进行记录表达。

5.5.2记录指标应具备多次检测结果可对比的功能，以实现长期监测。

条文说明：

通过位置信息的比对匹配，可实现病害生长的长期监测。

15

6磁检测法内部损伤检测

6.1一般规定

6.1.1磁检测宜采用以下程序进行：基准标定、参数设置、数据获取、结果判

定、检测记录等。

6.1.2磁检测宜采用漏磁法操作。

6.2基准标定

6.2.1应选定被测拉吊索某一段(具体长度等参数根据仪器的性能要求)为检测

基准。

6.2.2检测基准标定应在现场实时在线进行，（为了最大限度地排除人为因素和

环境的干扰），应优先采用磁检测系统自动标定，特定情况下允许使用人工标定。

6.3参数设置

6.3.1检测采样开始前应将被测钢丝缆索的相关参数(型号、规格等)进行记

录，留存，辅助设备系统程序进行标定。

6.4数据获取

6.4.1为了满足单次检测能检测到相对较长的检测长度，应清除缆索表面有阻

碍检测仪器运行的物体，如雨线、卡箍等；

6.4.2应依据仪器的标定原则进行标定，以确认检测仪器满足使用要求；

6.4.3检测速度应处于检测仪器的正常工作范围，钢丝缆索充磁和检测速度建

议0-2m/s。

6.5结果判定

6.5.1根据实际检测图谱计算横截面积损失和判断缆索情况，判断局部损伤的

情况，并根据图谱分析判断断丝的具体成因。

16

6.5.2应以被测拉吊索钢丝实测有效截面积的损失量相对于钢丝标称有效截面

积的百分比为判定依据:

1a＜1%，属正常；

21%≤a＜3%属于轻度损伤；

33%≤a＜5%属于中度损伤；

4a≥5%，属严重损伤。

6.5.3单根拉