高铁建设关乎国家经济和社会发展,“以桥代路”是高铁建设的重要手段。施工监控是桥梁建设的重要组成部分,是保障桥梁和施工人员安全的重要技术支撑。随着建筑信息模型(BIM)技术的不断发展,BIM为提升桥梁施工及其监控智能化水平提供了有效的技术手段。本文以连徐铁路新沂特大桥为工程背景,以BIM技术为核心,开展其在高铁桥梁施工及其监控方面的研究及应用,旨在提升高铁桥梁施工管理效率,优化连续梁桥施工监控方案,建立高铁连续梁桥施工监控智能化平台,主要研究工作如下: (1)高铁连续梁桥B I M建模及施工应用。以Autodesk Revit (简称:Revit)为核心BIM软件,研究了桥梁结构化分解及参数化建族方法,建立了高铁连续梁桥上部结构、下部结构和施工设施等族库。在此基础上,结合无人机倾斜摄影生成的施工场地模型,建立了连徐铁路新沂特大桥的施工BIM模型。在此基础上,阐明了 BIM技术在高铁连续梁桥可视化施工技术交底、预应力孔道定位、垫石预埋孔出图、满堂支架算量等方面的应用方法,推动BIM技术的工程应用。 (2)基于B I M的高铁连续梁桥有限元模型生成。根据Midas Civil软件M C T格式特点以及Revit软件A P I的接口形式,采用C #语言开发了相应的R T M插件,并将其集成至Revit界面中。基于R T M插件可从桥梁B I M模型中自动提取有限元计算所需的节点、单元、截面参数、材料等数据,并以标准格式输出MCT文件。Midas Civil有限元计算软件可直接读取标准M C T文件,进而自动生成桥梁有限元模型,为桥梁施工阶段应力分析以及施工监控方案设计提供支撑。 (3)基于B I M的高铁连续梁桥施工监控方案设计及应用。在已建立高铁桥梁施工BIM模型的基础上补充监测设备的模型,据此比选并确定了应力和视频监控点、仪器线缆排布的最优方案,为桥梁施工监控方案可视化和精细化设计提供有效技术手段。开发了应力测点与传感器模型的关联模块和应力数据实时读取模块,可在BIM模型直接查阅应力监测数据,实现了基于阈值超限的报警功能。 (4)高铁连续梁桥施工监控智能化平台开发及应用。以新沂特大桥施工项目为背景,根据当前施工管理平台的应用现状,设计了施工监控智能化平台框架。采用Unity平台和W e b技术,建立了施工监控智能化平台,实现了电子沙盘、混凝土质量管控、桥梁施工监控管理、工程质量管理及拓展等功能。借助OpenCV视觉库及YOLO v3算法开展施工人员安全帽佩戴识别,采用RTSP实时流传输协议导入安全帽佩戴识别模块,实现了施工现场安全帽佩戴实时识别。
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