[00121087]桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究(一期)

“桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究（一期）”系交通运输部2008年度西部交通建设科技项目,合同编号（200831822343）。 本项目研究成果应用于桥梁事故鉴定分析领域,建立了一套适用于桥梁突发事故快速分析仿真的技术体系,解决理论分析和鉴定技术上的难点问题,并开发了计算模块和虚拟现实系统模块。 根据任务书要求,本项目研究内容分为五个专题,各专题取得技术成果如下： 专题一 桥梁破坏状态现场图像取证与数字化再现技术研究 本课题根据垮塌现场的不同类型和特点,提出了全局和局部结合对垮塌现场图像取证的要求,并给出了相应的取证方法;在此基础上建立现场图像取证指导模块,交互式生成指导方案;建立图像取证管理系统,对取证图像及其相应信息做统一管理。 在近景摄影测量和数字图像处理技术的基础上,针对垮塌现场的三维重建,建立了适用于事故现场快速三维建模的摄影测量系统,探索性地提出了复杂大场景的近景摄影测量三维重建的方法。 通过试验室拱桥和上虞桥垮塌现场再现的例子,验证了该技术的有效性、实用性及科学性。摄影测量技术在现有研究成果的技术基础上,强调技术的实用性和便捷性,能够比较快捷便利的获得可以满足事故原因调查需要的结构残骸和周边环境信息,并分析结构残骸的空间物理关系,为复原桥梁倒塌过程提供参考。 专题二 桥梁垮塌事故现场材料取样与试验鉴别技术研究 提出桥梁垮塌现场材料和试验鉴定的技术方法、规程条例,达到现场取样方法科学、实用、客观、公正。 专题三 圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥结构易损性与抗垮塌能力分析方法研究 桥梁易损性和抗倒塌能力评价技术基于工程经验和力学计算,分析圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥体系在施工阶段和运营阶段的易损性和整体工作能力,为事故调查指导书提供关键部位和危险点位置指示清单。 专题四 圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥垮塌过程力学分析与真实感显示技术研究 圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥事故反演及数值模拟通过力学计算,对桥梁倒塌过程和机理提供理论依据,并依托工程实际验证计算理论的合理性和实用性。 开发了结合有限元与虚拟现实技术的桥梁垮塌过程真实感演示软件,提出了基于物理引擎的垮塌碎块和残骸效果的补充方法,实现了基于大规模有限元数据的高效、准确、完整、具有真实感的桥梁垮塌事故场景还原。 专题五 圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥垮塌事故成因计算机辅助诊断系统 圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥倒塌事故计算机辅助诊断系统具有集成的操作界面,具备桥梁结构前处理建模,结构计算分析接口和结果虚拟现实功能,可为解决实际桥梁倒塌事故责任认定提供规范化操作平台。开发的相应软件已获得软件著作权,填补了目前我国在桥梁事故鉴定相关软件方面的空白。 本项目完成的研究报告共计8本,获得软件著作权两项,发表相关论文28篇,其中国内核心期刊9篇,国际期刊或会议14篇,已出版专著一本《超过车辆撞击桥梁上部结构研究》。 验收专家组一致认为研究成果与国内外同类技术比较具有国际领先水平,查新结果表明项目创新点在国内外具有新颖性或在国内具有新颖性。 项目研究成果有助于认定已发生事故的责任,而且可以帮助发现现行设计、施工、运营、管理、维护等方面的安全漏洞和隐患,为发展桥梁安全技术提供重要参考资料,具有广阔的推广应用前景。 项目的研究成果的成熟度还在初级阶段,需要在实践推广中不断修正和提升,并随着计算机软、硬件技术的进步而相应提高和改进。