基于激光点云的预制混凝土箱梁外观尺寸检测方法研究

摘要

为精确评估复杂施工环境下具有弯扭变形的预制混凝土箱梁的外观尺寸制作精度,基于三维激光点云提出预制混凝土箱梁的外观尺寸和整体变形全流程检测方法。该方法针对扫描点云的非均匀性,提出了点云混合压缩算法,较好地保护了曲率特征和低密度区点云。通过点云边界识别、点云面域分割提取特征线和特征面;对实际扫描中点云缺失面进行填充;采用切片投影法提取构件局部断面点云以进行尺寸计算。以某单跨高架桥8片预制混凝土箱梁为检测对象,针对7个典型尺寸检测项目,计算分析了其点云计算值和现场测量值的绝对差值,依据《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1—2017)评估了箱梁整体尺寸的制作精度,运用统计学方法评估整体变形形态。结果表明:箱梁7个尺寸检测项目共132组对比数据中80.3%的绝对差值保持在10 mm以内,验证了本文点云特征提取及尺寸计算方法具有较高精度;箱梁整体尺寸制作质量基本合格;箱梁上拱线形更接近三次多项式曲线,腹板相对扭转角保持在2°以内,表明箱梁并未产生过大的扭转变形。