基于激光點云的高墩垂直度偏差分析方法

董永泉，袁亞通

(重慶交通大學 土木工程學院，重慶 400074)

伴隨著中國交通運輸事業的快速發展和科學技術實力的日益提升，越來越多世界級的橋梁相繼問世，橋梁作為交通的咽喉要塞，重要程度可見一斑。橋墩作為整座大橋的脊梁，將上部結構全部荷載傳遞到基礎上，其質量的好壞直接影響著橋梁的整體服役壽命。伴隨著施工工藝的提高，橋墩的修建高度也是日益增高，被譽為“亞洲第一高敦”的赫章特大橋橋墩的高度達到驚人的195 m[1]。其中，橋墩垂直度偏差問題歷來是中外學者的研究重點[2-5]，鐵懷民等[6]利用有限元模型對橋墩垂直度偏差問題進行了量化分析，結果表明橋墩垂直度偏差對橋墩的抗裂性能和承載能力影響較大；丁克良等[7]采用全站儀自由設站無接觸測量方法，實現了橋墩垂直度的快速測量；邱冬煒等[8]通過改進最小二乘擬合圓曲線的方法，快速檢測分析橋墩垂直度。上述研究的主要依據是全站儀測量得到的少數數據值，但是橋墩作為一個三維立體結構，在修建過程中，最大偏差值出現的位置不可預測，依靠全站儀測量的有限個點來確定橋墩垂直度的方法存在缺陷，測量結果的實用性不強。實際上，橋墩的垂直度偏差檢測問題并沒有得到有效解決。

三維激光掃描技術作為繼GPS技術之后的另一次技術革新，已經被廣泛應用于變形監測領域[9-10]。三維激光掃描技術可以快速獲取結構表面特征，并且具有數據精度高、后期處理簡易等優點。……