技术特征：
1.基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，可通过布设多个用于安装声呐的测点对桥墩桩基础冲刷区地形进行完整检测，其特征在于：所述布设方法中，当桥墩桩基础为无承台单桩基础时，对无承台单桩基础以中心测点为基础绕桩周布设环向测点；当桥墩桩基础为有承台单排桩或有承台双排群桩基础时，在有承台的排桩基础处根据中心测点和承台位置关系对中心测点进行水平移动以布设相邻辅助测点。2.根据权利要求1所述的基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，其特征在于：当桥墩桩基础为无承台单桩基础时，若中心测点移动不受到承台遮挡影响，则通过水平横向移动布设两侧相邻辅助测点；按照相邻波束之间约为20％的波束覆盖宽度对水平移动距离δx取值：δx≈(1
‑
20％)
·
ab
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式一；ab为声呐中心测点正下方波束覆盖河床宽度，计算方法如下：其中，h为声呐和基础冲刷河床的检测距离。3.根据权利要求2所述的基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，其特征在于：在针对无承台单桩基础进行冲刷区测点布设时，若以同一方位一组测点为基础，依次环向旋转α角度布设n组测点，用于以桥墩为中心，半径为r范围内的基础冲刷地形的完整检测，则包含中心测点和两侧辅助测点的一组测点的波束覆盖宽度ab的计算公式为：ab＝2δx+ab＝2.6ab
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式三；其中，相邻方位的一组测点的旋转角度的计算公式为：环向布设测点组数n和旋转角度α之间的关系计算公式为：公式中f(x)为取整函数，g(x)为取小数函数。f(2π/α)为基础冲刷布设测点数的整数部分，g(2π/α)为基础冲刷布设测点数的小数部分；当2π/α能够整除时，环向布设测点组数n只需要布设该整数点个数即可；当2π/α不能整除时，在布设整数点个数基础上增加一个测点，以完整扫描基础冲刷地形；在确定出环向布设测点组数n后，最终的旋转角度α0的计算公式为：4.根据权利要求1所述的基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，其特征在于：当所述测点布设方法针对有承台单排桩基础的冲刷区进行测点布设时，有以
下限定：若通过中心测点等间距d、等角度α环向布设测点，且中心测点位于承台下方无法布设，则将承台下方的测点外延至承台边缘布设中心测点；若通过中心测点水平横向移动布设辅助测点，且位于承台边缘的测点向承台一侧进行水平横移受到承台阻挡时，则通过沿承台边缘平移方式布设相邻辅助测点，所选的布设点需避免沿承台边缘平移后的测点发射波束覆盖河床区域或和相邻桩相接触，以避免影响冲刷地形成像结果；上述限定以公式表述为r≤a1o
p1
ꢀꢀ
公式七；其中，r为桥墩半径，a1o
p1
为相邻桩1中心到平移后的测点位置声呐发射波覆盖河床区域边缘的最短距离。5.根据权利要求1所述的基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，其特征在于：当所述测点布设方法针对有承台双排桩基础的冲刷区进行测点布设时，有以下限定：若通过中心测点等间距d、等角度α环向均匀布设测点，且中心测点位于承台的下方无法布设时，则需要将承台下方测点外延至承台边缘布设中心测点；若中心测点外延时和群桩桩体产生碰撞，则在该测点、相邻测点和桩中心连线的夹角角平分线延长线和承台边缘交点处布设测点，以代替原中心测点对该方位基础冲刷地形进行检测。6.根据权利要求1所述的基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，其特征在于：当所述测点布设方法针对有承台双排桩基础的冲刷区进行测点布设时，有以下要求：若位于承台边缘的测点向承台一侧进行水平横移受到承台阻挡，则通过沿承台边缘平移方式布设相邻辅助测点，且需保证沿承台边缘平移后的测点发射波束覆盖河床区域及和桥墩无接触；若位于承台边缘的测点发射波束向群桩内侧地形扫描时受到群桩内侧波束扫描空间限制，则在该位置不布设相邻辅助测点，但要保证该位置的测点发射波束覆盖河床区域及不和群桩内侧桩体相接触；上述的要求可以用公式表述为：r≤o
p4
b1和r≤o
p5
a1ꢀꢀ
公式八；其中，r为桥墩半径，o
p4
b1为相邻桩4中心点到中心测点位置声呐发射波束覆盖河床区域边缘的最短距离；o
p5
a1为相邻桩5中心点到中心测点位置声呐发射波束覆盖河床区域边缘的最短距离。7.根据权利要求1所述的基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，其特征在于：当所述测点布设方法针对有承台双排桩基础的冲刷区进行测点布设时，有以下要求：若位于承台边缘的测点发射的波束向群桩内侧地形进行扫描时因受群桩内侧波束扫描空间限制造成发射波束容易和群桩内侧桩体接触，且难以水平移动中心测点来布设相邻辅助测点，则利用不同桩基所布设的测点其波束角平分线具有平行关系这一特点，来构建一组测点对群桩内侧地形进行检测。
技术总结
本发明提出基于机械扫描成像声呐扫描桥墩基础冲刷的测点布设方法，可通过布设多个用于安装声呐的测点对桥墩桩基础冲刷区地形进行完整检测，其特征在于：所述布设方法中，当桥墩桩基础为无承台单桩基础时，对无承台单桩基础以中心测点为基础绕桩周布设环向测点；当桥墩桩基础为有承台单排桩或有承台双排群桩基础时，在有承台的排桩基础处根据中心测点和承台位置关系对中心测点进行水平移动以布设相邻辅助测点；本发明可以实现对桥墩基础冲刷地形的完整检测，有利于进一步对桥墩基础冲刷地形进行三维重构。形进行三维重构。形进行三维重构。
技术研发人员：沈圣 陈建腾 姜绍飞 曹峥 李明贤
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：2021.07.19
技术公布日：2021/10/29