针对桥梁经常性人工安全检查缺乏量化科学依据的问题,导师周志祥教授提出仅依据桥梁形态变化获知桥梁结构近期安全状况的“桥梁面相学”构想,本文依托重庆市自然科学基金重点项目“桥梁面相感知方法与安全评价理论研究(项目编号:cstc2012jjB0118)”,对一座有机玻璃模型桥通过系列理论分析和试验研究,探讨了桥面形态与结构损伤的对应关系。主要研究内容和结论如下:1、对一座有机玻璃模型桥,在无损伤和有损伤两种状况下进行分级加载,应用徕卡Ms50获取各工况下桥面形态的三维点云数据。采用逆向工程软件Geomagic Studio对获取的点云数据进行去噪处理,据逆向工程软件Geomagic Qualify对不同工况下的点云数据进行3D比较分析,表明桥面在各个荷载工况的挠曲面云图有明显变化,但量值较小。2、根据桥梁挠曲面在结构明显损伤处的形态会发生变异的事实,探讨了“基于面曲率突变的损伤识别方法”。结合所获取桥面数据的结构形式,选择一种适合在散乱点云数据上估算高斯曲率的方法。3、选用ABAQUS有限元软件对有机玻璃模型桥进行实体建模,在只考虑自重的作用下分别模拟边主梁在多种损伤程度、损伤位置、损伤数量工况下的桥面形态变化,并估算各工况下桥面的高斯曲率,分析表明依据桥梁挠曲面的高斯曲率变化可有效识别出桥梁结构的损伤程度,损伤位置及损伤数量。最后将该方法应用于有机玻璃模型桥实测点云数据进行损伤识别,判断的损伤位置与实际情况相符。