本發(fā)明主要涉及橋梁工程施工，具體涉及一種圬工拱橋的變形檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、圬工拱橋作為我國傳統(tǒng)橋梁類型的典型代表，承載著豐富的歷史文化價值，其具有結(jié)構(gòu)堅固、造型美觀等優(yōu)點，在過去的交通建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，并且具備較高的承載潛力。然而，早期圬工拱橋在設(shè)計和施工技術(shù)水平相對有限，絕大多數(shù)采用擴大基礎(chǔ)，部分橋梁容易受到基礎(chǔ)不均勻沉降和基底沖刷的不利影響，導(dǎo)致主拱圈變形，嚴(yán)重影響橋梁的安全。

2、當(dāng)前，對于基礎(chǔ)沉降和拱圈變形的監(jiān)測手段較為單一且不夠精確。例如，常用的全站儀或隧道斷面儀檢測方法，往往只能針對拱圈底部的有限點位進行測量，而主拱圈表面凹凸不平，這種局部點位的檢測方式誤差極大，難以全面、準(zhǔn)確地反映整個拱軸線的變形情況。

3、由于無法精確掌握圬工拱橋的變形情況，特別是拱軸線的變形和基礎(chǔ)的不均勻沉降，給圬工拱橋的安全評估和維護帶來了極大的困難。若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的變形問題，隨著時間的推移和交通荷載的增加，圬工拱橋的結(jié)構(gòu)安全將受到嚴(yán)重威脅，導(dǎo)致橋梁承載能力下降，甚至引發(fā)橋梁坍塌等安全事故。

4、因此，迫切需要一種能夠精確、全面檢測圬工拱橋變形的方法，以確保圬工拱橋的安全運營和歷史文化價值的長久保存。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種圬工拱橋的變形檢測方法及裝置。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種圬工拱橋的變形檢測方法，包括如下步驟：

3、s1、按照設(shè)定掃描時期通過預(yù)先安裝在掃描站點的三維激光掃描儀對待檢測圬工拱橋進行掃描，得到多個不同時期對應(yīng)的圬工拱橋點云數(shù)據(jù)；

4、s2、基于各個圬工拱橋點云數(shù)據(jù)構(gòu)建與其對應(yīng)時期的圬工拱橋點云模型和bim三維實景模型；

5、s3、基于不同時期對應(yīng)的bim三維實景模型對圬工拱橋主拱圈的變形進行數(shù)據(jù)定性分析，得到圬工拱橋主拱圈變形的定性分析數(shù)據(jù)，并基于不同時期對應(yīng)的圬工拱橋點云模型對圬工拱橋主拱圈變形進行數(shù)據(jù)定量分析，得到圬工拱橋主拱圈變形定量分析數(shù)據(jù)；

6、s4、基于所述圬工拱橋主拱圈變形定性分析數(shù)據(jù)和所述圬工拱橋主拱圈變形定量分析數(shù)據(jù)對圬工拱橋進行安全評估。

7、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的另一技術(shù)方案如下：一種圬工拱橋的變形檢測裝置，包括：

8、掃描模塊，用于按照設(shè)定掃描時期和設(shè)定溫度要求，通過預(yù)先安裝在掃描站點的三維激光掃描儀對待檢測圬工拱橋進行掃描，得到多個不同時期對應(yīng)的圬工拱橋點云數(shù)據(jù)；

9、模型構(gòu)建模塊，用于基于各個圬工拱橋點云數(shù)據(jù)構(gòu)建與其對應(yīng)時期的圬工拱橋點云模型和bim三維實景模型；

10、分析模塊，用于基于不同時期對應(yīng)的bim三維實景模型對圬工拱橋主拱圈變形進行數(shù)據(jù)定性分析，得到圬工拱橋主拱圈變形定性分析數(shù)據(jù)，并基于不同時期對應(yīng)的圬工拱橋點云模型對圬工拱橋主拱圈變形進行數(shù)據(jù)定量分析，得到圬工拱橋主拱圈變形定量分析數(shù)據(jù)；

11、評估模塊，用于基于橋梁設(shè)計規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)對所述圬工拱橋主拱圈變形定性分析數(shù)據(jù)和所述圬工拱橋主拱圈變形定量分析數(shù)據(jù)進行變形評估，生成圬工拱橋的變形評估報告。

12、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的另一技術(shù)方案如下：一種圬工拱橋的變形檢測裝置，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，當(dāng)所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時，實現(xiàn)如上所述的圬工拱橋的變形檢測方法。

13、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的另一技術(shù)方案如下：一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，當(dāng)所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如上所述的圬工拱橋的變形檢測方法。

14、本發(fā)明的有益效果是：本檢測方法涵蓋了從數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、差異分析到最終變形評估的完整流程。每個步驟緊密相連、邏輯清晰，形成了一個系統(tǒng)的圬工拱橋變形檢測體系，能夠全面、深入地評估圬工拱橋的變形情況，為橋梁的維護和管理提供了科學(xué)依據(jù)；基于三維激光掃描技術(shù)和bim模型的檢測方法，相對于傳統(tǒng)檢測方法具有更高的精度和效率，能夠更準(zhǔn)確地定位變形部位和程度，有助于制定更有針對性的維護和修復(fù)策略。

技術(shù)特征：

1.一種圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述設(shè)定溫度要求為：相鄰兩次對待檢測圬工拱橋進行掃描時的環(huán)境溫度相差不超過3℃，且每次檢測時，環(huán)境溫度變化不超過1℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s2中，基于各個圬工拱橋點云數(shù)據(jù)構(gòu)建與其對應(yīng)時期的圬工拱橋點云模型和bim三維實景模型，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s3中，基于不同時期對應(yīng)的bim三維實景模型對圬工拱橋主拱圈變形進行數(shù)據(jù)定性分析，得到不同時期的圬工拱橋主拱圈變形定性分析數(shù)據(jù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s3.1中，將各個時期對應(yīng)的bim三維實景模型導(dǎo)入同一個bim文件中，將各個bim三維實景模型在同一bim文件的空間坐標(biāo)系中進行匹配，使各個時期的圬工拱橋三維實景模型的特征點在所屬bim文件的空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)重合，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s3中，基于不同時期對應(yīng)的圬工拱橋點云模型對圬工拱橋主拱圈變形進行數(shù)據(jù)定量分析，得到圬工拱橋主拱圈變形定量分析數(shù)據(jù)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s3.4中，在兩個不同時期的圬工拱橋點云模型中選取多個對應(yīng)于同一位置的點云對，通過ransac隨機采樣一致性算法對選取的多個點云對進行初步配準(zhǔn)處理，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s3.5中，通過icp迭代最近點算法對初步配準(zhǔn)后的兩個不同時期圬工拱橋點云模型進行精確配準(zhǔn)處理，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圬工拱橋的變形檢測方法，其特征在于，所述s3.6中，通過knn鄰近算法對精確配準(zhǔn)后的兩個不同時期圬工拱橋點云模型進行姿態(tài)差異檢測，包括：

10.一種圬工拱橋的變形檢測裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種圬工拱橋的變形檢測方法及裝置，涉及橋梁工程施工技術(shù)領(lǐng)域；本方法包括，先按設(shè)定時期用三維激光掃描儀掃描圬工拱橋得點云數(shù)據(jù)，據(jù)此構(gòu)建點云模型與BIM三維實景模型。通過BIM模型進行主拱圈變形定性分析得定性數(shù)據(jù)，用點云模型進行定量分析得定量數(shù)據(jù)，再依據(jù)橋梁設(shè)計規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)評估變形并生成報告。本發(fā)明涵蓋了從數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、差異分析到最終變形評估的完整流程，能夠全面、深入地評估圬工拱橋的變形情況，為橋梁的維護和管理提供了科學(xué)依據(jù)；基于三維激光掃描技術(shù)和BIM模型的檢測方法，相對于傳統(tǒng)檢測方法具有更高的精度和效率，能夠更準(zhǔn)確地定位變形部位和程度，有助于制定更有針對性的維護和修復(fù)策略。

技術(shù)研發(fā)人員：黃智冠,黃世庚,周洪劍,李星,劉均利,康傳利,朱萬旭
受保護的技術(shù)使用者：廣西桂通工程管理集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28