桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法、系统、终端及介质与流程

本发明属于桥梁偏差计算，涉及钢箱梁拼宽桥的计算机辅助质量检测，具体为一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法、系统、终端及介质。

背景技术：

1、随着原有桥梁服役时间的延长以及车辆循环荷载的增加，拼宽拼接处不可避免存在不均匀变形，而当前桥梁拼宽工程大部分都是基于原有桥梁设计图纸进行设计和施工，这导致需要二次测量和设计环节的介入来消除因此产生的竖向偏差。

2、传统工程中，钢箱梁桥拼宽处变形质量控制一般采用传统测量方法检测，对于异型结构桥梁，其测量效率低下、检测精度不足、检测点不连续，且为接触式测量，安全性较差。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法、系统、终端及介质，以解决现有技术中桥梁拼宽改造工程中存在偏差无法精确测量以及检测速率慢的问题的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，包括如下步骤：

4、步骤1，采集现状桥梁的点云数据，并对所采集的点云数据进行预处理、点位拼接和点云模型手动裁剪，得到点云模型；

5、步骤2，创建拼宽桥的bim模型，通过点云模型特征锚点定位现状桥梁的点云模型三维坐标；

6、步骤3，在已定位的点云模型中获取目标点云模型的结构特征，提取目标带有约束条件的各边界线，在指定位置创建带有约束的逆向建模bim模型；

7、步骤4，将逆向建模bim模型和拼宽桥bim模型存储为包含三维数据的.stp格式文件，将包含三维数据的.stp格式文件进行最佳拟合对比，并获取模型拼接处连续偏差数据值。

8、优选的，步骤1中，采用三维激光扫描技术对现状桥梁的点云数据进行采集包括如下步骤：

9、根据扫描项目信息、扫描环境和扫描时间创建项目群集；

10、在项目群集中根据项目环境进行扫描参数设置，其中参数包括分辨率参数、质量参数、扫描范围参数和色彩参数；

11、在扫描范围内，根据待扫描桥梁线形及周边障碍物规划扫描路径、扫描顺序和扫描精度设置，并在扫描中，若扫描数据出现无法拼接和环境因素影响程度较大的不满足测设要求的情况，则重新进行扫描参数设置及扫描路径设置，反之则得到点云数据。

12、优选的，步骤1中，对所采集的点云数据进行预处理、点位拼接和点云模型手动裁剪的具体过程如下：

13、将点云数据导入点云处理软件中，进行预处理，首先软件自动识别所导入的点云数据，然后进行预处理扫描参数设置，并基于俯视图进行布置扫描，获取预处理点云数据；

14、对预处理后的点云数据通过自动或手动方式进行点云拼接，并在拼接过程中，若模型拼接位置对应关系不正确时，重新调整拼接参数，反之则根据扫描数据采集设置进行点云扫描着色；

15、保留两个及两个以上的工程锚点，对不相关数据进行剪切，得到点云模型。

16、优选的，步骤2中，在建模软件内，标记已创建的同一桥墩的多个bim模型特征点和点云模型特征锚点，通过移动命令和旋转命令将点云模型对位bim模型，使特征结构重合，并检测其余特征点坐标以验证定位是否精确，若定位精确，则获得具有精确三维坐标的现状桥梁点云模型。

17、优选的，步骤2中，拼宽桥的bim模型包括几何信息、非几何信息和三维地理信息，其中几何信息包括桥梁尺寸信息和名称信息；非几何信息包括桥梁材质信息、构件厚度信息和施工进度信息；三维地理信息包括桥梁x-y坐标和标高信息。

18、优选的，步骤3中，获取目标点云模型的结构特征，其中结构特征包括桥墩位置、上部结构起始位置和上部结构纵向边侧线，提取目标带有约束条件的上部结构外框架连续点，并以此生成上部结构各边界辅助线，在三维建模软件内确定的工程实际地理坐标对应位置处所创建带有约束的逆向建模bim模型。

19、优选的，步骤4中，将包含三维数据的.stp格式文件导入模型对比分析软件进行最佳拟合对比的过程如下：

20、采用自动对齐或手动对齐方式使模型对齐，查看现状路模型与拼宽桥模型是否拼接正确，若满足要求，则继续将逆向建模bim模型与拼宽桥模型进行最佳拟合对齐，并进行3d模型曲线偏差对比分析，其中分析步骤为：分别选取预拼接模型边界线，通过曲线偏差分析，获取两边界线的精确偏差值，最后调整偏差容差即色谱数值大小，获得拼接位移偏差数据表。

21、一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测系统，包括：

22、数据模型处理模块，用于采集现状桥梁的点云数据，并对所采集的点云数据进行预处理、点位拼接和点云模型手动裁剪，得到点云模型；

23、第一模型创建模块，用于创建拼宽桥的bim模型，通过点云模型特征锚点定位现状桥梁的点云模型三维坐标；

24、第二模型创建模块，用于在已定位的点云模型中获取目标点云模型的结构特征，提取目标带有约束条件的各边界线，在指定位置创建带有约束的逆向建模bim模型；

25、数据对比分析模块，用于将逆向建模bim模型和拼宽桥bim模型存储为包含三维数据的.stp格式文件，将包含三维数据的.stp格式文件进行最佳拟合对比，并获取模型拼接处连续偏差数据值。

26、一种移动终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法的步骤。

27、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法的步骤。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

29、本发明提供了一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，利用三维激光扫描仪对待检测现状钢桥沿拼接线形进行扫描，三维激光扫描具有非接触式测量、适用性强、精度高、扫描效率快等优势；对钢箱梁线形扫描可以提取线形上任一点位数据；可避免认为测量不必要的误差；根据扫描线形及周边障碍物规划扫描路径、扫描顺序、扫描精度设置和扫描参数设置等；通过对应软件处理可快速获得扫描的原始点云数据；对点云数据进行预处理、点位拼接和点云模型手动裁剪，得到所需点云模型数据；根据相应工程锚点进行点云模型坐标定位，在指定位置进行原状钢箱梁桥逆向建模，得到逆向建模模型；对逆向建模原状桥模型与bim拼宽桥模型进行拼接核验，然后导入到数据对比软件中进行拼接处偏差量分析，生成相应拼接偏差报告，为钢箱梁桥拼宽处位移偏差检测提供可靠、准确的数据支持，解决了传统拼宽桥因竖、横向变形偏差无法精准、连续检测、检测速率慢等问题，指导钢箱梁桥拼接施工。

技术特征：

1.一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，步骤1中，采用三维激光扫描技术对现状桥梁的点云数据进行采集包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，步骤1中，对所采集的点云数据进行预处理、点位拼接和点云模型手动裁剪的具体过程如下：

4.根据权利要求1所述的一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，步骤2中，在建模软件内，标记已创建的同一桥墩的多个bim模型特征点和点云模型特征锚点，通过移动命令和旋转命令将点云模型对位bim模型，使特征结构重合，并检测其余特征点坐标以验证定位是否精确，若定位精确，则获得具有精确三维坐标的现状桥梁点云模型。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，步骤2中，拼宽桥的bim模型包括几何信息、非几何信息和三维地理信息，其中几何信息包括桥梁尺寸信息和名称信息；非几何信息包括桥梁材质信息、构件厚度信息和施工进度信息；三维地理信息包括桥梁x-y坐标和标高信息。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，步骤3中，获取目标点云模型的结构特征，其中结构特征包括桥墩位置、上部结构起始位置和上部结构纵向边侧线，提取目标带有约束条件的上部结构外框架连续点，并以此生成上部结构各边界辅助线，在三维建模软件内确定的工程实际地理坐标对应位置处所创建带有约束的逆向建模bim模型。

7.根据权利要求1所述的一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法，其特征在于，步骤4中，将包含三维数据的.stp格式文件导入模型对比分析软件进行最佳拟合对比的过程如下：

8.一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测系统，其特征在于，包括：

9.一种移动终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法的步骤。

技术总结
本发明属于桥梁偏差计算技术领域，公开了一种桥梁拼宽拼接的位移偏差量检测方法、系统、终端及介质，利用三维激光扫描仪对待检测现状钢桥沿拼接线形进行扫描，规划扫描路径、扫描顺序、扫描精度设置和扫描参数设置，通过对应软件处理可快速获得扫描的原始点云数据；对点云数据进行预处理、点位拼接和点云模型手动裁剪，得到所需点云模型数据；根据相应工程锚点进行点云模型坐标定位，在指定位置进行原状钢箱梁桥逆向建模，得到逆向建模模型；对逆向建模原状桥模型与BIM拼宽桥模型进行拼接核验，然后导入到数据对比软件中进行拼接处偏差量分析，生成相应拼接偏差报告，为钢箱梁桥拼宽处位移偏差检测提供可靠、准确的数据支持。

技术研发人员：陈腾,刘方舟,侯睿轩,李闯,代长红,李琳静,杨文博
受保护的技术使用者：陕西正诚路桥工程研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15