BIM技術(shù)在橋梁施工監(jiān)控中的應(yīng)用研究
更新時間：2021-04-10 17:51
|
閱讀量：
伴隨我國經(jīng)濟(jì)水平和科技水平的高速發(fā)展，橋梁工程開始成為了全社會所關(guān)注的主要對象之一。對于當(dāng)前開發(fā)橋監(jiān)控工作來說，其需要使用的數(shù)據(jù)資料有很多，時間跨度非常長，同時也有著共享難度偏高的問題。為此，可以通過創(chuàng)設(shè)BIM模型的方式，促使工作人員將所有信息資料整合于系統(tǒng)之中，進(jìn)而提升監(jiān)控效果。本篇文章將闡述工程的基本概況，探討施工監(jiān)控的主要方案，分析BIM中監(jiān)控方案的實(shí)現(xiàn)方法，并對于BIM+Web監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法方面提出一些合理的見解。
關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);橋梁施工監(jiān)控;ASP.NET開發(fā);SQL Server
1 引言
從現(xiàn)階段發(fā)展而言，通過應(yīng)用BIM模型的方式，能夠直觀地把握實(shí)際施工過程中監(jiān)控的動態(tài)，從而使得工程工作更具協(xié)調(diào)性，進(jìn)而促使監(jiān)控工作的效率大幅度提升。
2 工程的基本概況
本次選用的案例工程橋梁全長為669m，整體橋型屬于獨(dú)塔單索面不對稱斜橋，實(shí)際寬度為41m，而引橋則是高度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，實(shí)際寬度在40m～52m之間。而主橋本身為墩、塔、梁為核心的固結(jié)體系，內(nèi)部全部都是鋼結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，受力情況極為特殊，因此會受到多方面因素的影響，導(dǎo)致施工控制難度較高。不僅如此，箱梁寬度和寬跨同樣非常大，每一個節(jié)段的自重都很高，因此使得其線性控制工作有著非常高的難度[1]。
3 施工監(jiān)控的主要方案
基于本次案例選用的橋梁，把握其本身結(jié)構(gòu)的受力情況以及施工工作的基本特點(diǎn)。在實(shí)際監(jiān)控的時候，主要可以從三個方面展開，分別是幾何監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測以及索力監(jiān)測，下面將詳細(xì)展開說明。
3.1 幾何監(jiān)測
通常來說，幾何監(jiān)測又能分成兩個部分，分別是主梁標(biāo)高監(jiān)測以及主塔偏位監(jiān)測。標(biāo)高的監(jiān)測方式是依靠幾何水準(zhǔn)的方式，對當(dāng)前實(shí)際施工的每一個節(jié)段的具體標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測。而對于偏位監(jiān)測，則其主要以順橋向變位值測量為主，具體施工以及程橋狀態(tài)全部都依靠拉索進(jìn)行重量承擔(dān)。當(dāng)外部條件發(fā)生變化的時候，主塔都會出現(xiàn)一定程度的變形。
3.2 應(yīng)力監(jiān)測
應(yīng)力監(jiān)測一般以主梁應(yīng)力監(jiān)測以及主塔應(yīng)力監(jiān)測為主。主梁應(yīng)力測試面有兩種，其一是受力相對較差的一面，其二則是應(yīng)力偏高的一面。在進(jìn)行主塔應(yīng)力監(jiān)測的時候，需要結(jié)合具體測點(diǎn)的布置位置，選擇在下塔柱以及中塔柱的位置展開測試。為了確保后期監(jiān)測工作能夠順利進(jìn)行，同時其精度也能滿足需求，通常需要選擇一些具有較強(qiáng)穩(wěn)定性以及精度的振限式砼，以此可以為應(yīng)力測試提供幫助。
3.3 索力監(jiān)測
對于索力監(jiān)測來說，其基本上主要是針對單根索力展開測試，將千斤頂和振動頻率結(jié)合在一起。并通過千斤頂油壓表展開控制，并對獲取的振動頻率進(jìn)行采集。本次獲取的實(shí)際內(nèi)容能搞對拉索進(jìn)行標(biāo)定，以此完成索長計(jì)算。同時還要基于索長本身，對索力值展開全面測試。
4 BIM中監(jiān)控方案的實(shí)現(xiàn)方法
4.1 主要監(jiān)控點(diǎn)
由于BIM技術(shù)本身具有可視化以及參數(shù)化特點(diǎn)，因此可以將其全部置于BIM的模型之中，具體點(diǎn)位如下內(nèi)容所示。
其一是在主梁內(nèi)部的四個斷面位置，在每一個斷面位置設(shè)置12個測試點(diǎn)。這其中，上方的點(diǎn)數(shù)為6個，下方的點(diǎn)數(shù)同樣為6個[2]。
其二是在主塔內(nèi)部的四個斷面位置，在每一個斷面中設(shè)置4個測試點(diǎn)。這其中，東邊位置是2個，而下邊位置則也是2個。
其三是在每一段主梁為主中單獨(dú)設(shè)置一個標(biāo)高監(jiān)控點(diǎn)。
其四是在主塔的頂部位置，單獨(dú)設(shè)置1個監(jiān)控點(diǎn)。
其五則是內(nèi)部每一根拉索都能夠當(dāng)做是索力監(jiān)控點(diǎn)。
4.2 模型轉(zhuǎn)換
在早期完成BIM模型建立之后，通過應(yīng)用Revit軟件，以此展開瀏覽和查看工作，從而對BIM模型的實(shí)際應(yīng)用帶來了一定程度的限制。所以，必修改進(jìn)應(yīng)用的平臺，將其更換為Forge平臺。如此便能將其轉(zhuǎn)化為能夠直接在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行瀏覽的BIM模型，促使觀察工作變得更為簡單。
依靠Forge平臺，在進(jìn)行BIM模型轉(zhuǎn)換的時候，需要利用WebGL技術(shù)，促使其可以直接在網(wǎng)頁中完成顯示工作。WebGL本身便可以算作是一種JavaScript API，所以在轉(zhuǎn)換工作結(jié)束之后，同樣可以在BIM模型中應(yīng)用JavaScript，以此為基礎(chǔ)完成網(wǎng)頁顯示編程的工作內(nèi)容，促使開發(fā)工作可以更好地展開。
5 BIM+Web監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
5.1 系統(tǒng)開發(fā)的主要目標(biāo)
對于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)來說，主要是依靠BIM技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以此可以開發(fā)出全新的管理系統(tǒng)，促使其更具完善性、便利性以及安全性。如此便能夠大幅度提升監(jiān)控工作的實(shí)際效率，促使施工項(xiàng)目可以順利展開。一般而言，目標(biāo)主要分為4個部分。
其一是在Web中進(jìn)行BIM模型展示，所以人們都能夠依靠應(yīng)用Web的方式，對當(dāng)前的模型進(jìn)行查看，并通過合理操作的方式，獲得具體監(jiān)控信息內(nèi)容，從而使得所有數(shù)據(jù)資料變得更具可視化特點(diǎn)[3]。
其二是針對數(shù)據(jù)內(nèi)容展開一體化管理，一般主要包括三個方面，分別是測點(diǎn)數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)以及預(yù)警數(shù)據(jù)。
其三是以監(jiān)控數(shù)據(jù)內(nèi)容為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)全新的數(shù)據(jù)庫。主要包括應(yīng)力監(jiān)控信息、幾何監(jiān)控信息以及索力監(jiān)控信息。
其四是十分易于查詢和統(tǒng)計(jì)，基于各個測試點(diǎn)中得到的各類監(jiān)控數(shù)據(jù)，以此完成監(jiān)控工作。
5.2 監(jiān)控系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
對于管理系統(tǒng)本身，為了保證數(shù)據(jù)內(nèi)容可以和表達(dá)層本身完全分離開來，促使其通用性價值以及友好性價值得到展現(xiàn)。因此需要基于模型本身，創(chuàng)設(shè)相關(guān)程序框架，以此可以有效提升開發(fā)效率，從而使其穩(wěn)定性和安全性得到增加。而在體系結(jié)構(gòu)的選擇方面，其主要是B/S結(jié)構(gòu)，一共分為三部分，分別是瀏覽器層、Web服務(wù)器層以及數(shù)據(jù)服務(wù)器層。不需要安裝任何軟件，僅僅只需要依靠瀏覽器的方式便能夠完成所有顯示工作以及實(shí)際操作。 5.3 監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
對于監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫本身而言，其身份驗(yàn)證和業(yè)務(wù)之間必須分離，因此便需要以此為基礎(chǔ)展開設(shè)計(jì)。
其一是身份驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫，該模型包括的內(nèi)容主要是用戶自身的實(shí)體以及角色本身的實(shí)體。這其中，用戶自身的實(shí)體主要對個人用戶的實(shí)體信息進(jìn)行描述，而角色本身的實(shí)體則主要對個人用戶的角色信息進(jìn)行描述。
其二是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，主要基于監(jiān)控管理系統(tǒng)本身，以此對其原有功能進(jìn)行設(shè)置。一般來說，主要包括信息實(shí)體、監(jiān)控實(shí)體、位移實(shí)體以及索力監(jiān)控實(shí)體等。信息實(shí)體主要是以測試點(diǎn)為核心的基礎(chǔ)信息內(nèi)容，主要包括測試點(diǎn)ID、監(jiān)控類別、測點(diǎn)編號以及測點(diǎn)描述等基礎(chǔ)內(nèi)容。監(jiān)控實(shí)體主要負(fù)責(zé)完成監(jiān)控的基本工作，包括截面位置的信息、實(shí)際位置信息、測點(diǎn)位置信息以及測試點(diǎn)數(shù)值等。位移實(shí)體主要復(fù)雜對主塔本身位移的實(shí)際情況展開監(jiān)控，一般包含塔頂?shù)臏y試部分、測試日期、對于理論數(shù)值以及實(shí)際測試值等。而索力監(jiān)控實(shí)體主要復(fù)雜索力本身的監(jiān)控，一般包括拉索的具體編號、拉索的理論內(nèi)容、合理誤差以及拉索實(shí)測數(shù)值等[4]。
5.4 監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)
對于監(jiān)控系統(tǒng)來說，其最為常用的開發(fā)工具便是Mircosoft Visual Studio 2016 +SQL Server 2015。而在開發(fā)語言方面，其主要采用的是ASP.NET 4.7+C#，而選用的瀏覽器則是Google Chrome。
為了對監(jiān)控系統(tǒng)展開測試，聊及其在不同平臺以及不同瀏覽器哦中的具體運(yùn)行效果，同時還要在生活中十分常見的Windos系統(tǒng)、mac系統(tǒng)、ios系統(tǒng)以及Android系統(tǒng)中展開測試。最終獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容，其本身所有功能均運(yùn)行良好。最后再通過應(yīng)用IE15以及Chrome瀏覽器展開測試，同樣發(fā)現(xiàn)結(jié)果數(shù)據(jù)沒有任何異常。除此之外，即便選用的分辨率存在差異，整個頁面同樣十分清晰，且沒有任何缺陷，系統(tǒng)的運(yùn)行效果十分良好[5]。
6 結(jié)束語
綜上所述，早期監(jiān)控系統(tǒng)存在多方面缺陷，使得監(jiān)控工作的開展受到影響。而通過BIM模型的方式，將數(shù)據(jù)內(nèi)容全部輸入其中，以此可以更好地進(jìn)行觀察和了解，并發(fā)揮其所有功能。
