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依托重庆市自然科学基金重点项目(cstc2012jjB3003)“桥梁面相感知方法与安全评价理论研究”,导师周志祥教授针对桥梁经常性安全检查存在的问题,提出仅依据桥面形态变化获知桥梁结构安全状况的“桥梁面相学”。本文依据桥面形态与结构状况的内在联系,探索了适用于桥面形态数据采集的方法,并在桥面形态数据分析处理方面做了有益的尝试和探索:借助桥梁破坏实例及有限元模拟分析,论证反映桥面形态特征的位移状态、表征桥梁结构性态的刚度矩阵、作用于桥梁结构的荷载效应三者之间存在必然的内在联系。若桥梁某部位发生结构性破损,则其相应刚度就发生退化,桥梁的结构位移状态必然会有一个响应与之对应,而桥梁结构位移状态的改变将导致桥面结构形态的变化。基于30米跨径空心板梁的破坏加载试验数据,初步定义了结构安全度(Bs)与形态变化程度(Bp),提出结构安全状态、次安全状态与不安全状态的界定方法,建立了Bs与Bp之间关系式。开展了利用定点三维激光扫描设备获取桥面形态数据的试验,验证了其在有效测试范围内的测试精度;进行了运用三维激光扫描仪与全景图像采集设备进行桥面形态数据的采集试验,指出其各自的优缺点;在原有“iScan”设备的基础上,试验了改变扫描头角度、换装高精度扫描头等改进措施的移动式激光扫描设备,总结了应用此套设备进行桥面形态数据采集的一般流程。借助已有数据处理软件探索了桥面形态数据的处理方法,包括应用点云通用软件进行处理,及其与AutoCAD软件的交互方法;应用MATLAB软件进行数据处理等内容;初步解决了桥面形态数据的降噪、压缩、可视化及特征曲面典型量值的比较,其中桥面形态数据压缩率达到降低至0.5%。针对某40m跨径T形梁桥,开展了在无荷载和30T偏载作用两种工况下应用三维激光扫描仪获取桥面形态数据,并进行了有限元仿真分析,结果表明两种方式在控制点的变化基本吻合。