橋梁有著悠久的曆史,在人們(men) 的日常生活中起著不可替代的作用。隨著社會(hui) 的不斷進步,我國綜合國力的不斷提高以及科技、施工技術水平的日臻成熟,橋梁對交通運輸以及社會(hui) 經濟發展的重要性不斷提高,同時也產(chan) 生了一係列的安全問題。2001年四川宜賓小南門橋斷裂塌陷事故;2004年遼寧盤錦田莊台大橋垮塌事故等,除去工程質量、使用不合理等原因外,還與(yu) 我們(men) 的監測預警製度不到位有關(guan) 。因此,對橋梁全麵、準確的監測是迫切而又重要的。

       變形監測的原理是在變形體(ti) 上選擇一定數量的具有代表性的特征點,通過對這些點周期性、重複性的觀測求它的幾何量的變化,從(cong) 而分析出變形體(ti) 的變形規律,預測變形體(ti) 的形變趨勢。傳(chuan) 統的變形監測方案設計和監測網優(you) 化設計的研究較為(wei) 深入和全麵,也取得了豐(feng) 富的理論研究成果和較好的使用效益。目前,在變形監測方案與(yu) 監測係統設計方麵主要發展方向是監測方案的綜合設計和監測係統數據管理與(yu) 綜合處理。

       傳(chuan) 統變形監測大多使用工程測量方法,它們(men) 的特點都是針對稀疏目標點的高精度測量,受周邊環境、技術條件等限製因素較多,投入的人力物力也較大,對於(yu) 觀測目標點密集的物體(ti) 或者不規則的物體(ti) 則顯得無能為(wei) 力。傳(chuan) 統的變形監測方法都是對變形體(ti) 上選出的那些特征點進行周期性的監測,通過對觀測特征點周期性變化的分析,對變形體(ti) 做出安全與(yu) 否的評價(jia) 。其結論過於(yu) 依賴預設特征點的選取,存在一定的偶然性,不能全麵、及時、準確地反映整個(ge) 變形體(ti) 空間位置的變化。

       三維激光掃描技術起始於(yu) 上世紀90年代中期,是繼gps空間定位技術之後的又一項新型測繪技術,它實現了快速將現實世界的信息三維數字化,為(wei) 信息數字化發展提供了必要的生存條件。它克服了傳(chuan) 統的測量技術的局限性,能夠對立體(ti) 實物進行掃描,解決(jue) 了將立體(ti) 世界的信息快速地轉換成計算機可以處理的數據,它速度快、實時性強、精度高、主動性強、全數字特征、性能更強,可以極大地降低成本,節約時間,而且使用方便,其輸出格式可直接與(yu) cad、三維動畫等工具軟件接口。三維激光掃描技術采用非接觸主動測量方式,可以深入到任何複雜的現場環境中進行操作,直接獲取實體(ti) 的高精度三維點雲(yun) 數據,能夠對任意的物體(ti) 進行掃描,且沒有白天和黑夜的限製,快速地將現實世界信息轉換成電腦可以處理的數據。它獲得的是大量掃描離散點結合的點雲(yun) 數據,數據不僅(jin) 僅(jin) 包含點的x、y、z信息,還包括r、g、b顏色信息,同時還有物體(ti) 反色率的信息,這樣全麵的信息能給人一種物體(ti) 在電腦裏真實再現的感覺,是一般測量手段無法做到的。

       傳(chuan) 統的變形監測方法對於(yu) 變形監測網的質量標準、觀測方法以及觀測方案有著較為(wei) 成熟的理論、技術支持,但對於(yu) 海量的觀測點則顯得比較薄弱。隨著社會(hui) 的進步、科技水平的不斷提高,近代橋梁的結構越來越複雜,跨度和承載量不斷增加,使用傳(chuan) 統變形監測方法對其進行監測越來越難以切實有效地實行,觀測方案的設計、選取更加複雜,後續的數據處理、內(nei) 業(ye) 整理的工作量也不斷加大,從(cong) 而影響及時準確地對變形體(ti) 形變趨勢的預測。特別是對正在施工中的橋梁進行監測,鑒於(yu) 施工現場環境複雜多變,特征點難以選取、留存以及需要能夠快速獲取形變趨勢等因素,使用傳(chuan) 統變形監測手段對其進行監測往往不能圓滿地完成預期的目標。三維激光掃描技術采用非接觸主動測量方式能夠直接獲取變形體(ti) 高精度的實時三維模型,通過比對多次獲取的變形體(ti) 三維模型,比對變形體(ti) 每個(ge) 部位或者整體(ti) 的形變規律來斷定變形體(ti) 的形變規律。傳(chuan) 統變形監測成果的分析是由統計觀測特征點的形變趨勢來斷定變形體(ti) 整體(ti) 形變趨勢沒法比擬的。因此,個(ge) 人認為(wei) 在橋梁的變形監測方麵,三維激光掃描技術結合在理論、技術方麵形成成熟體(ti) 係的傳(chuan) 統變形監測方案是切實可行的。(作者單位:山西凱嘉能源集團有限公司)