涉水桥墩长期处于复杂、恶劣的水下环境导致桥墩出现各种病害,对桥墩进行及时检测能够有效减缓病害发展、减轻各种损失。针对平面形桥墩裂缝病害检测,采用现有检测技术存在水下环境适用性差、检测成本高、效率低等问题,针对桥墩基础冲刷病害检测,目前检测方法获取的冲刷深度数据离散,难以完整还原出桥墩基础冲刷的地形地貌。因此,本文基于在水中具有优良工作性能的声呐成像技术,对水下平面形桥墩裂缝检测和基础冲刷检测及地形三维重构方法展开研究。具体的研究内容及取得的成果如下:（1）对水下平面形桥墩裂缝声呐成像检测方法和裂缝成像精度进行研究。首先,以平面形桥墩裂缝为成像目标,基于声呐成像原理对不同测位的裂缝成像效果进行分析,认为采用平面扫描测位对平面形桥墩裂缝进行成像检测可以获得清晰、直观的裂缝声像图。然后,基于平面扫描测位对平面形桥墩检测的测点布设策略进行研究,通过裂缝成像特征和检测参数分析,建立起水平距离、俯仰角度对裂缝成像特征及精度的影响关系并在试验得到验证。最后,根据试验所得裂缝精度统计结果对平面形桥墩的测点布设参数进行具体取值。（2）开展基于深度学习模型的声呐裂缝子块图像自动识别和基于图像处理技术的声像图裂缝分割提取研究。首先,通过对采集的竖向裂缝声像图进行集合处理制作声呐裂缝图像训练、验证和测试集。并设计网络模型对数据集进行训练和验证,采用未经过训练和验证的数据进行测试,模型训练和验证准确率分别为98.17%和96.88%,测试准确率为96.5%,验证了本文模型对声呐裂缝子块图像识别的可行性。然后,基于桥墩裂缝缺陷和完整面的声呐成像特征差异对声呐图像进行分割处理,实现裂缝目标的分割、提取。（3）开展基于二维声像图的基础冲刷地形三维重构方法研究。首先,基于声呐成像原理对不同测位下的基础冲刷成像进行研究,采用正对侧向扫描测位能对基础冲刷进行定量检测,更有利于对冲刷地形进行三维重构。然后,基于正对侧向扫描测位对基础冲刷测点布设方案进行研究,根据测点布设方案提出了冲刷地形的三维重构方法,最后,通过设计桥墩基础冲刷模型进行水下检测试验,验证了本文的测点布设方案和三维重构方法可以有效且准确地对基础冲刷地形进行重构。（4）对承台下排桩/群桩基础冲刷地形的测点布设方法进行研究。基于（3）的测点布设策略对承台下排桩/群桩基础冲刷地形检测存在测点受到承台遮挡的问题,根据排桩/群桩下测点和承台位置关系对单桩无承台的测点布设方法进行改进,并设计排桩/群桩基础冲刷模型进行试验验证,结果表明改进的测点布设方法对排桩/群桩基础冲刷地形三维重构效果良好。