專利名稱：一種橋梁勘察方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑現(xiàn)場基礎(chǔ)土壤的勘測，尤其是涉及一種橋梁勘察方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的橋梁勘察方法，包括通過測量收集和分析橋梁線位區(qū)域內(nèi)有關(guān)設(shè)計(jì)資料、在地形圖上選出幾個(gè)可能的線位 方案、根據(jù)線位方案將橋梁不同樁號的縱橫斷面數(shù)據(jù)反映到二維視圖上、結(jié)合地質(zhì)鉆孔柱狀圖或地質(zhì)剖面圖進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)地勘測、反復(fù)比較確定經(jīng)濟(jì)、合理的平縱線形及橋梁方案。這種橋梁勘察方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在很大程度上取決于選線人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，不適合用于工期相對較緊、要求較高的工程。尤其是采用這種二維方法選線選位，不能和實(shí)際地形、路線景觀相協(xié)調(diào)，也不能和地質(zhì)狀況等實(shí)際情況緊密結(jié)合，出圖的準(zhǔn)確度不高，效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基于DEM、D0M、三維曲面和三維實(shí)體的橋梁勘察方法。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種橋梁勘察方法，包括步驟I)獲取三維地面、地質(zhì)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,縮寫為 DEM)、數(shù)字正射影像圖(Digital Orthophoto Map,縮寫為D0M)，由數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)生成三維地面實(shí)體曲面模型(DigitalGround Surface Or Solid Model,縮寫為DGSM);所述實(shí)體曲面模型可以為曲面也可以為實(shí)體，其具有的信息包括地貌、形狀、體積、地質(zhì)質(zhì)地和X、Y、Z坐標(biāo)向量以及力學(xué)特征質(zhì)量、質(zhì)心、慣性、受力。步驟2 )利用地質(zhì)觀測數(shù)據(jù)、鉆探數(shù)據(jù)、平硐數(shù)據(jù)、豎井斜井?dāng)?shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)、剖面圖數(shù)據(jù)及地質(zhì)調(diào)查報(bào)告生成三維地質(zhì)數(shù)據(jù)，對地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，在三維地面實(shí)體曲面模型中疊加三維地質(zhì)數(shù)據(jù)生成三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型(Digital Geological Surface OrSolid Model，縮寫為DGESM);所述實(shí)體曲面模型可以為曲面也可以為實(shí)體，其具有的信息包括地貌、形狀、體積、地質(zhì)質(zhì)地和X、Y、Z坐標(biāo)向量以及力學(xué)特征質(zhì)量、質(zhì)心、慣性、受力。步驟3)根據(jù)路線參數(shù)及橋梁模型參數(shù)生成三維橋梁實(shí)體模型(Digital BridgeSolid Model，縮寫為 DBSM)；
步驟4)將三維橋梁實(shí)體模型與虛擬實(shí)際地形的三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型相結(jié)合形成橋梁全局三維實(shí)體曲面模型；
步驟5)利用橋梁全局三維實(shí)體曲面模型進(jìn)行橋梁構(gòu)造物實(shí)體力學(xué)分析，獲得橋梁模型力學(xué)參數(shù)，獲取地質(zhì)體承載力參數(shù)，結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型進(jìn)行路線線形方案和橋梁方案選擇，通過調(diào)整路線參數(shù)及橋梁模型參數(shù)生成三維橋梁實(shí)體模型；
步驟6)建立地質(zhì)實(shí)體截面預(yù)測模型包括結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型建立橋梁實(shí)體地質(zhì)截面不良地質(zhì)預(yù)測模型進(jìn)行危險(xiǎn)性與穩(wěn)定性預(yù)測，對施工過程可能碰到的不良地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測與防治；根據(jù)預(yù)測模型在三維環(huán)境下進(jìn)行橋梁工程方案選址及方案比選、路線方案優(yōu)化；基于三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型的截面和不良地質(zhì)的遙感量化勘察成果，確定工程方案與不良地質(zhì)的相互關(guān)系，對受不良地質(zhì)影響或受坡級影響的工程方案按照具體規(guī)定進(jìn)行基于不良地質(zhì)的工程選址及方案比選；
步驟7)由橋梁全局三維實(shí)體曲面模型生成橋梁構(gòu)造物的三維鋼筋圖，結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型由三維橋梁實(shí)體模型生成復(fù)雜構(gòu)造物的三維配鋼筋，結(jié)合地質(zhì)情況進(jìn)行三維橋梁實(shí)體模型的三維配置鋼筋；
步驟8)生成橋梁上部、橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖，對三維橋梁實(shí)體模型進(jìn)行截面操作生成橋梁平面構(gòu)造圖包括橋梁平、縱、橫及局部的平面圖紙；
步驟9)由三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型與三維橋梁實(shí)體模型布爾運(yùn)算生成分施工階段的橋梁下部、上部構(gòu)造物實(shí)體，指導(dǎo)橋梁設(shè)計(jì)與施工；
步驟10)橋梁施工完畢或投入使用后，通過再次測量地面及橋梁構(gòu)造物數(shù)據(jù)獲得建成后的三維橋梁實(shí)體模型、三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型，與之前的橋梁全局三維實(shí)體曲面模型比較，得到位移、沉降、變形等參數(shù)。指導(dǎo)橋梁檢測、加固、維護(hù)工作。所述步驟I廣4)是實(shí)體的建立三維橋梁實(shí)體、地面地質(zhì)實(shí)體模型階段，將原有的方法的二維斷面圖提升為三維橋梁實(shí)體模型與地面地質(zhì)實(shí)體模型結(jié)合，為選擇路線線位、橋梁方案、建立災(zāi)害預(yù)測模型、配置鋼筋、截面生成圖紙、指導(dǎo)施工、橋梁檢測等做初期準(zhǔn)備。步驟4)在步驟2)生成的DGESM中導(dǎo)入由步驟3)生成的DBSM ;將DBSM與虛擬地形地質(zhì)的DGESM相結(jié)合生成橋梁全局三維模型，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)路線參數(shù)、橋梁結(jié)構(gòu)形式、橋梁實(shí)體相對地面實(shí)體的位置、角度等，比原有方法在二維圖上選擇位置直觀準(zhǔn)確方便。可以方便的對橋梁構(gòu)造物進(jìn)行實(shí)體力學(xué)分析。步驟6)結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體建立橋梁截面不良地質(zhì)預(yù)測模型，可以有效的預(yù)測橋梁的地質(zhì)情況。原有的橋梁勘查設(shè)計(jì)方法缺乏對災(zāi)害的預(yù)測，也無法準(zhǔn)確預(yù)測，會導(dǎo)致橋梁施工事故頻繁發(fā)生。步驟7)由橋梁全局三維實(shí)體曲面模型生成橋梁構(gòu)造物的三維鋼筋圖，結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型由三維橋梁實(shí)體模型生成復(fù)雜構(gòu)造物的三維配鋼筋，結(jié)合地質(zhì)情況進(jìn)行三維橋梁實(shí)體模型的三維配置鋼筋比原有方法在斷面圖上進(jìn)行鋼筋和襯砌布置直觀準(zhǔn)確。一些復(fù)雜部位通過截面方式可以方便生成配鋼筋圖。步驟8)對三維橋梁實(shí)體模型進(jìn)行截面操作生成橋梁平面圖紙，可以反映橋梁實(shí)際情況，而原有方法在二維圖紙上畫圖，和實(shí)際情況有可能脫節(jié)，難以反映橋梁實(shí)際情況。一些復(fù)雜部位圖紙通過截面方式可以方便生成平面圖紙。步驟9)由三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型與三維橋梁實(shí)體模型布爾運(yùn)算生成分施工階段的橋梁下部、上部構(gòu)造物實(shí)體，指導(dǎo)橋梁設(shè)計(jì)與施工，
給施工單位指明橋梁內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以有效的采取預(yù)防措施、減少施工工作量，節(jié)約開支，降低指標(biāo)。而原有方法缺乏分施工階段的橋梁施工指導(dǎo)，難以避免發(fā)生橋梁施工事故。步驟10)橋梁施工完畢或投入使用后，通過再次測量地面及橋梁構(gòu)造物數(shù)據(jù)獲得建成后的三維橋梁實(shí)體模型，與之前的三維橋梁實(shí)體模型做比較，得到位移、沉降、變形等參數(shù)。指導(dǎo)橋梁檢測、加固、維護(hù)工作
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是
本發(fā)明方法可以方便的對已有的地表測繪數(shù)據(jù)、地質(zhì)觀測數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、平硐數(shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)、已有平面數(shù)據(jù)和剖面數(shù)據(jù)等進(jìn)行處理和三維地質(zhì)建模直接得到橋梁及橋梁所處地形地質(zhì)的三維效果和所需任意位置的三維地質(zhì)剖面圖，可根據(jù)用戶需求動態(tài)的觀察線位范圍的地質(zhì)狀況，準(zhǔn)確而直觀的選擇橋梁方案，有效減少返工量，方便路線及橋梁方案的選定，提高勘察質(zhì)量，解決橋梁與周圍環(huán)境、地質(zhì)相協(xié)調(diào)的問題，顯著提高橋梁設(shè)計(jì)的效果?？梢猿浞掷靡延鞋F(xiàn)場勘探實(shí)測或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，達(dá)到節(jié)約投資減少勘察或研究成本的目的。當(dāng)現(xiàn)場勘探和試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料不足情況下，通過對已有數(shù)據(jù)的插值與擬合到建立三維模型，可以推斷和預(yù)測未知區(qū)域或研究較少區(qū)域的地質(zhì)信息或巖土體物理力學(xué)參數(shù)的分布趨勢，從而為減少勘探工作量提供科學(xué)的可靠的依據(jù)，達(dá)到節(jié)約花費(fèi)，為生產(chǎn)或研究部門產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益的目的。本發(fā)明方法根據(jù)地質(zhì)地面實(shí)體識別出的不良地質(zhì)坍塌災(zāi)害精確度更高，并能查清坍塌災(zāi)害的發(fā)生位置規(guī)律與發(fā)展趨勢，實(shí)現(xiàn)了橋梁施工坍塌災(zāi)害的穩(wěn)定性與危險(xiǎn)性評估。針對不良地質(zhì)情況改善路線線位及橋梁位置、橋梁形式、合理三維化配置鋼筋，以避免坍塌災(zāi)害對工程的影響，起到減災(zāi)防災(zāi)的作用。并可以由三維實(shí)體截面準(zhǔn)確快速生成平面設(shè)計(jì)圖。根據(jù)模擬的構(gòu)筑物實(shí)體可以指導(dǎo)橋梁施工，減少施工工作量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明方法可以廣泛用于包括復(fù)雜地形地質(zhì)、山區(qū)高速公路的橋梁勘察，在工程應(yīng)用時(shí)根據(jù)具體需要對相應(yīng)軟件進(jìn)行配置即可。


附圖是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面對照附圖并結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。一種橋梁勘察方法，包括以下步驟
步驟I)獲取數(shù)據(jù)，包括獲取三維地面數(shù)據(jù)、三維地質(zhì)模型數(shù)據(jù)，生成三維地面實(shí)體曲面模型；
1-1)獲取遙感、航測，多時(shí)相高分辨率衛(wèi)星立體圖像和機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)(LightDetection And Ranging,縮寫為LIDAR)掃描數(shù)據(jù)；勘察區(qū)域應(yīng)沿著路線方案,起點(diǎn)、終點(diǎn)超出橋梁進(jìn)、出洞口位置(2(Tl00m)，采用航測、遙感帶有高程數(shù)據(jù)的比例為I :(50(Γ1000)的地形圖或衛(wèi)星成像的分辨率為O. 2^1. Om的高分辨率衛(wèi)星立體圖像，高分辨率衛(wèi)星立體圖像應(yīng)帶有有理函數(shù)傳感器模型參數(shù)，LIDAR數(shù)據(jù)應(yīng)帶有GPS、IMU姿態(tài)定位參數(shù)；
1-2)獲取鉆探、物探，地質(zhì)柱狀圖、剖面圖數(shù)據(jù)；鉆探、物探數(shù)據(jù)應(yīng)按照施工圖規(guī)范要求布點(diǎn)，獲取相關(guān)地質(zhì)信息，所述地質(zhì)信息包括地層巖性、斷裂構(gòu)造、植被墊層、表層紋理和因子信息。1-3)遙感、航測，高分辨率衛(wèi)星圖像和LIDAR數(shù)據(jù)立體恢復(fù)建立高密度、高精度DEM ,DOM ； DEM的獲取包括利用高分辨率衛(wèi)星立體圖像生成格網(wǎng)間距小于Im的高密度、高精度DEM、利用LIDAR直接獲取的格網(wǎng)間距小于Im高密度、高精度DEM、通過對現(xiàn)有地形資料數(shù)字化建立的DEM ;所述高密度、高精度DEM生成，是采用規(guī)則格網(wǎng)格式，用DEM編輯軟件進(jìn)行交互編輯修改，DEM格式為國家標(biāo)準(zhǔn)NSDTF，以區(qū)域左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，格網(wǎng)間距應(yīng)小、于Im ;利用帶有高程數(shù)據(jù)的I :500地形圖生成高密度、高精度DEM，或在無地面控制或沿工程路線方案每IOkm布設(shè)f 2個(gè)地面控制點(diǎn)的情況下，在數(shù)字?jǐn)z影測量工作站上對高分辨率衛(wèi)星立體像對進(jìn)行內(nèi)定向、相對定向、核線重采樣、絕對定向處理，恢復(fù)高分辨率衛(wèi)星圖像的空間模型；基于多時(shí)相高密度、高精度DEM獲取的因子，包括幾何參數(shù)因子、地形地貌特征因子、地質(zhì)因子；
DOM的獲取是利用數(shù)字高程模型(DEM)對經(jīng)掃描處理的數(shù)字化航空像片，經(jīng)逐像元進(jìn)行投影差改正、鑲嵌，按國家基本比例尺地形幅范圍剪裁生成的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集，是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀真實(shí)等優(yōu)點(diǎn)。1-4)由高密度、高精度DEM、D0M數(shù)據(jù)生成DGSM ；利用高密度、高精度DEM或立體恢復(fù)后的多時(shí)相高分辨率立體影像DOM生成具有準(zhǔn)確地理坐標(biāo)的DGSM。步驟2)包括以下子步驟
2-1)利用地質(zhì)觀測數(shù)據(jù)、鉆探數(shù)據(jù)、平硐數(shù)據(jù)、豎井斜井?dāng)?shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)、剖面圖數(shù)據(jù)及地質(zhì)調(diào)查報(bào)告生成三維地質(zhì)數(shù)據(jù)；三維地質(zhì)數(shù)據(jù)包括利用鉆探、物探生成的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)或帶高程的柱狀圖剖面圖數(shù)據(jù)等。2-2)對三維地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，地質(zhì)實(shí)體曲面插值函數(shù)有以下構(gòu)造方法，如與距離成反比的加權(quán)方法(Shepard方法)，徑向基函數(shù)插值法(Multiquadric方法)，平面彈性理論插值法等。2-3)在DGSM中疊加三維地質(zhì)數(shù)據(jù)生成DGESM ;按照鉆孔地質(zhì)三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)將地質(zhì)數(shù)據(jù)疊加到地面實(shí)體中，并用規(guī)范的標(biāo)識區(qū)分地面地質(zhì)實(shí)體，建立地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性遙感解譯標(biāo)志。所述DGESM實(shí)體曲面模型可以為曲面也可以為實(shí)體，其具有的信息包括地貌、形狀、體積、地質(zhì)質(zhì)地和X、Y、Z坐標(biāo)向量以及力學(xué)特征質(zhì)量、質(zhì)心、慣性、受力。步驟3)生成DBSM，根據(jù)路線參數(shù)及橋梁參數(shù)生成DBSM，；;路線參數(shù)包括分離連拱式、路基寬、平曲線、縱坡、超高；橋梁模型參數(shù)包括橋梁類型梁式橋、斜拉橋、懸索橋、拱橋、鋼構(gòu)橋和組合體系橋。橋墩、橋臺的類型重力式墩(臺)、輕型墩(臺)如鋼筋混凝土薄壁橋墩、柱式橋墩、柔性排架墩、埋置式橋臺、鋼筋混凝土薄壁橋臺、加筋土橋臺等。橋梁基礎(chǔ)的類型剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等。橋梁模型參數(shù)包括橋梁各組件主梁、蓋梁、橋墩、橋臺、系梁、承臺、基礎(chǔ)等的形狀、體積、質(zhì)地和X、Y、Z坐標(biāo)向量以及力學(xué)特征質(zhì)量、質(zhì)心、慣性、受力等。按照橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范生成DBSM。步驟4)將三維橋梁實(shí)體模型DBSM與虛擬實(shí)際地形的三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型DGESM 相結(jié)合形成橋梁全局三維實(shí)體曲面模型并根據(jù)步驟5)調(diào)整DBSM的相應(yīng)參數(shù)；
步驟5)包括以下子步驟
5-1)根據(jù)路線縱橫斷面初始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定位橋梁，在步驟2)生成的DGESM中導(dǎo)入由步驟3)生成的DBSM ;將DBSM與虛擬地形地質(zhì)的DGESM相結(jié)合形成橋梁全局三維實(shí)體曲面模型；
5-2)利用步驟5-1)形成橋梁全局三維實(shí)體曲面模型進(jìn)行橋梁構(gòu)造物實(shí)體力學(xué)分析，結(jié)合DGESM進(jìn)行路線線形方案和橋梁方案選擇。5-3)由步驟6)得到的實(shí)體地質(zhì)截面預(yù)測模型指導(dǎo)橋梁方案選位。步驟6)建立實(shí)體地質(zhì)截面預(yù)測模型，包括結(jié)合DGESM建立橋梁實(shí)體地質(zhì)截面不良地質(zhì)預(yù)測模型進(jìn)行危險(xiǎn)性與穩(wěn)定性預(yù)測，對橋梁施工過程可能碰到的不良地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測與防治；根據(jù)預(yù)測模型在三維環(huán)境下進(jìn)行橋梁工程方案選址及方案比選、路線方案優(yōu)化；基于地質(zhì)三維截面模型和不良地質(zhì)的遙感量化勘察成果，確定工程方案與不良地質(zhì)的相互關(guān)系，對受不良地質(zhì)影響或受波及的工程方案按照具體規(guī)定進(jìn)行基于不良地質(zhì)的工程選址及方案比選，有效避開地質(zhì)斷裂帶及不良地質(zhì)帶。所述具體規(guī)定包括I級特大地災(zāi)，橋梁線位方案繞避，不通過，或取消橋梁，采用替代方案；II級大型地災(zāi)，橋梁線位方案繞避，或采取相應(yīng)防治措施；III級一般地災(zāi)，采用相應(yīng)防護(hù)措施，直接通過。步驟7)生成復(fù)雜構(gòu)造物的三維鋼筋襯砌圖，包括由橋梁全局三維模型生成實(shí)體模型的橋梁各組件主梁、蓋梁、橋墩、橋臺、系梁、承臺、基礎(chǔ)等；結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體由三維橋梁實(shí)體模型生成復(fù)雜構(gòu)造物的三維配鋼筋和襯砌；結(jié)合地質(zhì)情況合理有效的進(jìn)行橋梁實(shí)體三維配筋布置；一些復(fù)雜部位鋼筋圖通過截面方式可以方便生成配鋼筋圖。所述三維配筋是采用截面方式得到實(shí)體特定部位鋼筋構(gòu)造，并對地質(zhì)不良的部位進(jìn)行加密或加粗鋼筋；
步驟8)生成橋梁平面構(gòu)造圖，對DBSM進(jìn)行截面操作生成橋梁平面構(gòu)造圖。包括橋梁平、縱、橫及局部的平面圖紙如主梁、蓋梁、橋墩、橋臺、系梁、承臺、基礎(chǔ)等；所述截面是將三維實(shí)體按照一個(gè)平面、折面或曲面切割后得到的平面部分；對三維橋梁實(shí)體模型進(jìn)行截面操作生成橋梁平面圖紙，可以反映橋梁實(shí)際情況，而原有方法在二維圖紙上畫圖，和實(shí)際情況有可能脫節(jié)，難以反映橋梁實(shí)際情況。一些復(fù)雜部位圖紙通過截面方式可以方便生成平面圖紙。步驟9)由三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型與三維橋梁實(shí)體模型布爾運(yùn)算生成分施工階段的橋梁下部、上部構(gòu)造物實(shí)體，指導(dǎo)橋梁設(shè)計(jì)與施工，
給施工單位指明橋梁內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以有效的采取預(yù)防措施、減少施工工作量，節(jié)約開支，降低指標(biāo)。而原有方法缺乏分施工階段的橋梁施工指導(dǎo)，難以避免發(fā)生橋梁施工事故；
步驟10)橋梁施工完畢或投入使用后，通過再次測量地面及橋梁構(gòu)造物數(shù)據(jù)獲得建成后的三維橋梁實(shí)體模型，與建成之前的橋梁全局三維實(shí)體曲面模型做比較，得到位移、沉降、變形等參數(shù)。指導(dǎo)橋梁檢測、加固、維護(hù)工作。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種橋梁勘察方法，步驟I)獲取三維地面、地質(zhì)數(shù)據(jù)，利用遙感、航測，高分辨率衛(wèi)星圖像和機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)(LIDAR)數(shù)據(jù)建立立體數(shù)字高程模型(簡稱DEM)、數(shù)字正射影像圖(簡稱DOM)，由數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)生成三維地面實(shí)體曲面模型(Digital Ground Surface Or Solid Model,縮寫為DGSM),所述實(shí)體曲面模型包括實(shí)體和曲面。
2.一種橋梁勘察方法，步驟2)利用地質(zhì)觀測數(shù)據(jù)、鉆探數(shù)據(jù)、平硐數(shù)據(jù)、豎井斜井?dāng)?shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)、剖面圖數(shù)據(jù)及地質(zhì)調(diào)查報(bào)告生成三維地質(zhì)數(shù)據(jù)，對三維地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理,在三維地面實(shí)體曲面模型中疊加三維地質(zhì)數(shù)據(jù)生成三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型(DigitalGeological Surface Or Solid Model,縮寫為DGESM),所述實(shí)體曲面模型包括實(shí)體和曲面，實(shí)體用于表達(dá)形狀不規(guī)則的物體，曲面用于表達(dá)不同地層的分界線。
3.一種橋梁勘察方法，步驟3);根據(jù)路線參數(shù)及橋梁模型參數(shù)生成三維橋梁實(shí)體模型(Digital Bridge Solid Model，縮寫為DBSM)，三維橋梁實(shí)體模型包含橋梁各組件橋面、護(hù)欄、塔、索、主梁、蓋梁、橋墩、橋臺、系梁、承臺、橋梁基礎(chǔ)等的實(shí)體，并且可以通過修改實(shí)體參數(shù)進(jìn)行編輯。
4.一種橋梁勘察方法，步驟4)將三維橋梁實(shí)體模型與虛擬實(shí)際地形的三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型相結(jié)合形成橋梁全局三維實(shí)體曲面模型，所述實(shí)體曲面模型包括實(shí)體和曲面。
5.一種橋梁勘察方法，步驟5)利用橋梁全局三維實(shí)體曲面模型進(jìn)行橋梁構(gòu)造物實(shí)體力學(xué)分析，獲得橋梁模型力學(xué)參數(shù)，獲取地質(zhì)體力學(xué)參數(shù)，結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型進(jìn)行路線線形方案和橋梁方案選擇，通過調(diào)整路線參數(shù)及橋梁模型參數(shù)修改生成三維橋梁實(shí)體模型DBSM。
6.一種橋梁勘察方法，步驟6)建立地質(zhì)實(shí)體截面預(yù)測模型包括結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型建立橋梁實(shí)體地質(zhì)截面不良地質(zhì)預(yù)測模型進(jìn)行危險(xiǎn)性與穩(wěn)定性預(yù)測，對施工過程可能碰到的不良地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測與防治；根據(jù)預(yù)測模型在三維環(huán)境下進(jìn)行橋梁工程方案選址及橋梁上部、橋梁下部方案比選、路線方案優(yōu)化；基于三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型的截面和不良地質(zhì)的遙感量化勘察成果，確定工程方案與不良地質(zhì)的相互關(guān)系，對受不良地質(zhì)影響或受坡級影響的工程方案按照具體規(guī)定進(jìn)行基于不良地質(zhì)的工程選址及方案比選；通過調(diào)整路線參數(shù)及橋梁模型參數(shù)修改重新生成三維橋梁實(shí)體模型DBSM。
7.一種橋梁勘察方法，步驟7)由橋梁全局三維實(shí)體曲面模型生成橋梁構(gòu)造物的三維鋼筋圖，結(jié)合三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型由三維橋梁實(shí)體模型生成復(fù)雜構(gòu)造物的三維配鋼筋，結(jié)合地質(zhì)情況進(jìn)行三維橋梁實(shí)體模型的三維配置鋼筋。
8.一種橋梁勘察方法，步驟8)生成橋梁上部、橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖，對三維橋梁實(shí)體模型進(jìn)行截面操作生成橋梁平面構(gòu)造圖包括橋梁平、縱、橫及局部的平面圖紙。
9.一種橋梁勘察方法，步驟9)由三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型與三維橋梁實(shí)體模型布爾運(yùn)算生成分施工階段的橋梁下部、上部構(gòu)造物實(shí)體，指導(dǎo)橋梁設(shè)計(jì)與施工。
10.一種橋梁勘察方法，步驟10)橋梁施工完畢或投入使用后，通過再次測量地面及橋梁構(gòu)造物數(shù)據(jù)獲得建成后的三維橋梁實(shí)體模型、三維地質(zhì)實(shí)體曲面模型，與建成前的橋梁全局三維實(shí)體曲面模型做比較，得到橋梁及地面地質(zhì)的位移、沉降、變形等參數(shù)，指導(dǎo)橋梁檢測、加固、維護(hù)工作。
全文摘要
一種橋梁勘察方法，包括以下步驟1)獲取三維地面、地質(zhì)數(shù)據(jù)，生成DGSM；2)生成DGESM；3)生成DBSM；4)形成橋梁全局三維實(shí)體曲面模型；5)對橋梁全局三維實(shí)體曲面模型進(jìn)行橋梁構(gòu)造物實(shí)體力學(xué)分析，進(jìn)行路線線形方案和橋梁方案選擇；6)建立地質(zhì)實(shí)體截面預(yù)測模型，優(yōu)化路線、橋梁方案；7)由橋梁全局三維實(shí)體曲面模型生成橋梁構(gòu)造物的三維鋼筋圖；8)生成橋梁上部、橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖；9)生成分施工階段的橋梁下部、上部構(gòu)造物實(shí)體；10)建成后的三維橋梁實(shí)體模型，與建成之前的橋梁全局三維實(shí)體曲面模型做比較，得到位移、沉降、變形等參數(shù)，進(jìn)行橋梁檢測。本發(fā)明方法可以直接得到橋梁及地質(zhì)的三維效果情況，準(zhǔn)確、直觀方便的選擇路線及橋梁方案，有效減少返工量，提高勘察質(zhì)量、施工安全性和橋梁的穩(wěn)定性，解決橋梁與環(huán)境、地質(zhì)協(xié)調(diào)的問題，顯著提高橋梁設(shè)計(jì)效果。本發(fā)明方法可以廣泛用于橋梁勘察，在工程應(yīng)用時(shí)根據(jù)具體需要對相應(yīng)軟件進(jìn)行配置即可。
文檔編號E01D1/00GK102635059SQ20121004228
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者朱海濤 申請人:朱海濤