基于点云的劲性骨架拱桥自动化线形监测方法

摘要

劲性骨架拱桥由于其受力性能优越、跨越能力强等优点,在中国发展趋势迅猛,尤其在山区桥梁建设中占有关键位置。随着拱桥跨径的逐渐增大,拱桥施工时拱圈线形监测困难、精度难以保证等问题日益凸显。以某山区大跨径劲性骨架拱桥为依托,采用三维激光扫描仪获取多期该拱桥点云数据,并提出一套拱桥自动化高精度线形监测算法。首先引入迭代原理的多项式曲面拟合拱圈分区点云,然后基于拟合多项式曲率的径向滑窗算法提取变形结果。为保证施工现场的实施精度,在实验室进行缩尺拱桥模型线形监测实验及现场应用。结果表明:采用丰富密集的点云作为基础数据,结合所提出的自动化算法,可达到快速、高精度且连续的拱圈线形监测目的。所提方法可应用于拱圈分环分段浇筑及拱上立柱等关键施工工序线形监测,另外,对于拱桥后期运维也具有重要的意义。