桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究(一期)

西部交通建设科技项目

交通编号：

合同号： 2008 318 223 43 单位编号：

密级：分类号：

桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究（一期）

研究报告简本

交通运输部公路科学研究所

清华大学

浙江工业大学

交通运输部工程质量监督局

2011年12月

中文题名桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究（一期）

英文题名

Reserch on the computer aided technologes of bridge accident investigation

and collapse process inversion

交通编号项目来源西部交通建设科技项目

单位编号合同号2008 318 223 43

分类号项目起止年限2008年6月至2011年12月第一完成单位交通运输部公路科学研究所密级

项目负责人张劲泉研究员

报告撰写人

张劲泉研究员吕建鸣研究员宋建永研究员陆新征副教授

项目主要参加人交通运输部公路科学研究所：和海芳，李萍，宋建永，陈可，赵安，李万恒，程寿山，于永波，刘红义，袁沫海

清华大学：任爱珠，叶列平，李易，张炎圣，许镇，卢啸，何水涛，唐方勤

浙江工业大学：彭卫兵，潘晓东，刘萌成，黄初冬，张新军，赵志方，徐伟，刘书镐，赵麒麟，刘斐，熊志洪，史贤豪，谢波，成赟凌，宋亮亮，周康

交通运输部工程质量监督局：成平，彭思义，陈萍，桂志敬

主题词事故反演

关键词桥梁事故调查过程反演报告

报告摘要(500字以内）

针对我国桥梁事故调查分析的技术需求，结合近年来国内外在摄影测量、材料取样与试验鉴别、结构分析以及计算机图形技术方面的最新研究成果，本项目重点研究解决了桥梁破坏状态现场图像取证与数字化再现技术、桥梁垮塌事故现场材料取样与试验鉴别技术和桥梁垮塌过程反演分析与虚拟场景还原技术，开发了桥梁垮塌事故成因计算机辅助诊断系统。

研究的图像取证和数字化再现技术，为垮塌桥梁结构力学模型的建立、力学分析结果的验证提供依据；研究的现场取样和试验鉴别技术，为垮塌桥梁结构的力学计算模型提供客观、公正、可靠的材料及几何参数；通过易损性和抗垮塌能力的研究，为事故调查指明重点部位和危险点位置，实现垮塌过程反演和垮塌过程的真实感显示仿真分析。根据研究所得的事故场景残骸分布物理关系、材料参数、关键部位等信息优化桥梁垮塌计算力学模型，综合利用桥梁现场取证、有限元模拟计算成果以及虚拟场景还原技术成果，实现对圬工拱桥和中小跨径钢筋混凝土拱桥事故原因的真实再现，为科学、规范、高效地分析事故原因，提供必要的辅助手段。

通过对两组两跨圬工拱桥的实验室试验验证了倒塌过程有限元分析结果，同时结合摄像测量技术，完成了倒塌场景三维数字化再现。在国内外首次开发了桥梁事故成因计算机辅助诊断系统软件一套，并获得软件著作权，填补我国在桥梁事故成因诊断软件方面的空白。本项目将研究成果应用在两座依托工程桥梁的倒塌过程模拟与事故分析之中，进一步验证了本项目研究成果的有效性、科学性及实用性。

ABSTRACT：

To aim at the technical requirements of the bridge accident investigation and analysis in our country, combining with the latest research results about photogrammetry, materials sampling and test identification, structure analysis and computer graphics technology in domestic and foreign of recent years, this project studies and solves image forensics of a bridge collapse on site and digital reappearing technology, materials sampling and test identification of a bridge collapse on site, bridge collapse process inverse analysis and digital reappearing technology, finally develops the software of Computer-Aided Diagnosis System for the Cause of Bridge Collapse Accident.

Firstly, the image evidence of a bridge collapse on site and digital reappearing technology in this program can provide the basis for the validation of collapsed bridge structural mechanics model building and mechanical analysis. Secondly, the materials sampling and test identification technology can provide objective, fair and reliable calculation mechanical parameters for collapsed bridge mechanical calculation model. Thirdly, it can demonstrate key positions and dangerous positions for the bridge accident investigation to realize the collapsed process inversion and realistic simulation analysis of calculation results, by studying the ability of vulnerability and resistance to collapse. Finally, optimizing the mechanical model by the researched information such as accident scene, material parameters and key points etc, this program provides a computer-aided` method, which can implement the Scientific, standardized and efficient analysis of masonry arch bridge and small-span reinforced concrete arch bridge collapse cause by the utilization of on-site evidence and computer simulation results.

This project developed the software of Computer-Aided Diagnosis System for the Cause of Bridge Collapse Accident and obtained the copyright, which fills in the blanks of bridge accident cause diagnosis software in our country. In addition, the research was applied in accident analysis and collapse simulation of the two supported projects, which further validate the effectiveness, scientific and practicality of this program’s research.