CN110008591B - 一种基于bim的连续刚构桥施工管理控制方法 - Google Patents
一种基于bim的连续刚构桥施工管理控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，属于建筑施工技术领域。本发明的步骤为：步骤一，建立模型；步骤二，测点布置与编码；步骤三，可视化分析；步骤四，施工模拟：利用已建连续刚构桥BIM模型进行全过程施工模拟，可视化交底，优化施工方案，全信息模型竣工交付。本发明实现了对Revit模型信息的实时录入、数据库储存，保证了施工信息的完整性和共享性，提高了刚构桥施工管理控制的效率，为连续刚构桥的施工提供完整的数据支撑和可视化查看，推动了BIM技术在桥梁施工监测方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，更具体地说，涉及一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法。
背景技术
BIM(Building Information Modeling)，通常被翻译为建筑信息模型。BIM技术是工程建筑行业最新最大的一次技术革命，基于BIM技术建成的建筑工程项目证明，BIM技术可以有效的控制项目的质量、成本和工期。从根本上解决建筑规划、设计、施工及运营维护各阶段各系统的信息独立，实现建筑物全生命周期管理的信息共享。但因为建筑物本身的特有性质，例如结构比较复杂、工程对象唯一、信息分散等，使得BIM的真正实现变得复杂和困难，BIM技术的推广和成熟应用己经成为当前建筑领域的热点。
桥梁作为特殊结构，在施工过程中，施工单位要进行自检自控，监控单位要进行安全监控，相关质量单位进行质量检测监督等。这些环节给各个相关企业单位带来庞大的数据量，因此需要有个施工管理控制系统来处理施工中各项数据信息，保证信息的完整性，并分类储存与分析输出，为项目施工提供科学决策。
目前，对连续刚构桥施工控制的方法和软件相对独立，并不能将施工中各项信息管理与施工控制随施工进度及时相结合，实现信息全面系统化管理。有鉴于此，如今迫切需要基于BIM理念，将连续刚构桥施工控制方法与信息管理整合，开发连续刚构桥施工控制管理平台，搭载施工中各项重要信息，使施工控制管理智能化、科学性。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，可有效监控和追溯关键构件的施工过程，提高监测效率，实现对桥梁施工的生命周期管理。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，包括以下步骤：
步骤一，建立模型：
利用三维模型创建技术中的AutodeskRevit软件建立BIM模型、添加相关材料属性并进行施工阶段划分，所述BIM模型要使施工模型、分析模型与设计图纸的坐标系、基准点及模型构建命名标准要保持一致，所述BIM模型上传至本地服务器或者云服务器；
所述坐标系与分析模型保持一致，即以桥墩纵向中心线为X轴，以横桥向为Y轴，Z轴竖直向上；建模方法为先创建结构族库，再将刚构桥模型作为对象生成，存在定位基准点的问题；为了与分析模型保持很好的交互性，必须定位基准点，才能保证模型的准确性；所述模型构件命名标准，对于连续刚构桥施工信息模型来说，除了箱梁节段、桥墩节段和预应力钢束外，还有标高和应力测点，必须对结构构件统一编码，才能保证数据的准确录入、储存与分析输出；
步骤二，测点布置与编码：
在Revit模型中，构件是最小的图元，每个构件都有唯一的编码参数与之对应并通过二次开发筛选构件的编码，监测系统通过编码与模型相关联；首先对模型结构进行编码，便于施工阶段的筛选，后对测点构件进行编码，将监测数据与编码一一对应输入，对于所述BIM模型，需要对箱梁节段、预应力钢束、高程测点和应力测点编码；另外，为便于梁端部应力的监测，利用信息采集技术，根据现场实际需要在不同截面出设置应力监测点，按应力测点的编码参数依次对应模型，采用数字应力传感器采取各个工况下的监测数据，集成施工监测信息；所述数字应力传感器为市场通用型；
步骤三，可视化分析：
(1)应力控制：
随施工阶段的进程，应力数据逐渐采集并利用信息存储技术存储于本地服务器或者云服务器的数据库，永远保存；将数据库数据随施工进程更新后，通过Revit DB Link链接Revit，储存至模型；随时可选取桥单个或多个应力测点查看Revit模型数据；
将桥测点应力通过Revit DB Link链接导入至Revit模型后，应用应力信息管理平台插件，实现施工信息数据的动态可视化查看；通过comboBox控件选择若干个应力测点，利用数据分析技术绘制理论与实测值数据分析图；
当发现实测值数据偏离理论值时，利用信息共享技术通过信息交互，将预警信息发至施工现场，用以指导施工；
(2)高程控制：
在连续刚构桥悬臂浇筑施工中，施工线形控制为:施工—测量—识别调整—施工的循环过程，针对己有施工误差，在下一施工阶段梁段的立模标高中做出有限的适当调整；利用高程监测信息管理平台，智能化显示刚构桥梁段随施工进度的线性情况，掌握现场施工情况，及时反馈给各项目参与方，实现数据实时共享；
为BIM模型添加高程测点，其中每节梁段悬臂端部上表面都要布置高程测点，编码规则如下：L-EP-PI-SE-A，第一个代表悬臂浇筑T形两侧，即L—小桩号方向，R—大桩号方向；第二个代表测点类型，即EP—高程测点；第三个代表桥墩号，即10—10号桥墩；第四个代表悬臂浇筑梁段号，即08—8号块；第五个代表测点号，即每个节段上的测点A、B、C，其中B为箱梁段截面中心顶面测点；
通过radioButton选取箱梁段截面中心顶面测点，即测点B，然后通过comboBox控件分别选取若干施工阶段的箱梁高程，直接调用Revit模型数据，查看主梁线性；利用高程监测信息管理平台，通过选取高程测点和施工阶段，筛选施工高程信息，从DataGridView和chart控件中智能查看理论计算和实测高程信息，以及施工误差值，并进行应力曲线走势模拟，可解决施工中监测信息不方便查找、计算的问题；
利用BIM技术，对关键位置截面的位移、变形和应力变化实施有效的监测，可视化查看施工信息，确保桥梁结构在施工过程中始终处于安全、合理可控的范围内，实现可视化、实时性管理；
步骤四，施工模拟：
利用已建连续刚构桥BIM模型进行全过程施工模拟，可视化交底，优化施工方案，全信息模型竣工交付。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明实现了对Revit模型信息的实时录入、数据库储存，保证了施工信息的完整性和共享性。
(2)本发明通过实施连续刚构桥施工信息可视化平台实现了施工监测数据的动态集成和信息的可视化查看，提高了刚构桥施工管理控制的效率，为连续刚构桥的施工提供完整的数据支撑和可视化查看，推动了BIM技术在桥梁施工监测方面的应用。
附图说明
图1为本发明的施工信息模型实施技术框架图；
图2为本发明的施工工艺流程图。
图中：1、三维模型创建技术；2、信息采集技术；3、信息存储技术；4、数据分析技术；5、信息共享技术。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1
从图1可以看出，本实施例的一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，是基于连续刚构桥施工信息模型实施技术(BIM)，利用Revit二次开发和数据库管理技术，建立连续刚构桥施工信息模型，整合施工过程中监测信息，从BIM模型作为信息载体出发，实现对施工过程中信息实时录入、数据库储存和动态可视化分析输出，进而提高对连续刚构桥施工管理控制的效率。
所述连续刚构桥施工信息模型实施技术由三维模型创建技术、信息采集技术、信息存储技术、数据分析技术及信息共享技术组成。
如图2所示，本发明的具体应用步骤如下：
第一步，建立模型：
利用三维模型创建技术1中的Autodesk Revit软件建立BIM模型、添加相关材料属性并进行施工阶段划分，所述BIM模型要使施工模型、分析模型与设计图纸的坐标系、基准点及模型构建命名标准要保持一致。所述BIM模型上传至本地服务器或者云服务器。
所述坐标系与分析模型保持一致，即以桥墩纵向中心线为X轴，以横桥向为Y轴，Z轴竖直向上；所述基准点：建模方法为先创建结构族库，再将刚构桥模型作为对象生成，存在定位基准点的问题。为了与分析模型保持很好的交互性，必须定位基准点，才能保证模型的准确性。所述模型构件命名标准：对于连续刚构桥施工信息模型来说，除了箱梁节段、桥墩节段和预应力钢束外，还有标高和应力测点，必须对结构构件统一编码，才能保证数据的准确录入、储存与分析输出；
第二步，测点布置与编码：
在Revit模型中，构件是最小的图元，每个构件都有唯一的编码参数与之对应并通过二次开发筛选构件的编码，监测系统通过编码与模型相关联。首先对模型结构进行编码，便于施工阶段的筛选，后对测点构件进行编码，将监测数据与编码一一对应输入。对于所述BIM模型，需要对箱梁节段、预应力钢束、高程测点和应力测点编码。另外，为便于梁端部应力的监测，利用信息采集技术2，根据现场实际需要在不同截面出设置应力监测点，按应力测点的编码参数依次对应模型，采用数字应力传感器采取各个工况下的监测数据，集成施工监测信息。所述数字应力传感器为市场通用型；
第三步，可视化分析：
(1)应力控制：
随施工阶段的进程，应力数据逐渐采集并利用信息存储技术3存储于本地服务器或者云服务器的数据库，永远保存。将数据库数据随施工进程更新后，通过Revit DB Link链接Revit，储存至模型。随时可选取桥单个或多个应力测点查看Revit模型数据；
将桥测点应力通过Revit DB Link链接导入至Revit模型后，应用应力信息管理平台插件，实现施工信息数据的动态可视化查看。通过comboBox控件选择若干个应力测点，利用数据分析技术4绘制理论与实测值数据分析图；
当发现实测值数据偏离理论值时，利用信息共享技术5通过信息交互，将预警信息发至施工现场，用以指导施工；
(2)高程控制：
在连续刚构桥悬臂浇筑施工中，施工线形控制为:施工—测量—识别调整—施工的循环过程，针对己有施工误差，在下一施工阶段梁段的立模标高中做出有限的适当调整。利用高程监测信息管理平台，智能化显示刚构桥梁段随施工进度的线性情况，掌握现场施工情况，及时反馈给各项目参与方，实现数据实时共享；
为BIM模型添加高程测点，其中每节梁段悬臂端部上表面都要布置高程测点，编码规则如下：L-EP-PI-SE-A，第一个代表悬臂浇筑T形两侧，即L—小桩号方向，R—大桩号方向；第二个代表测点类型，即EP—高程测点；第三个代表桥墩号，即10—10号桥墩；第四个代表悬臂浇筑梁段号，即08—8号块；第五个代表测点号，即每个节段上的测点A、B、C，其中B为箱梁段截面中心顶面测点；
通过radioButton选取箱梁段截面中心顶面测点，即测点B，然后通过comboBox控件分别选取若干施工阶段的箱梁高程，直接调用Revit模型数据，查看主梁线性。利用高程监测信息管理平台，通过选取高程测点和施工阶段，筛选施工高程信息，从DataGridView和chart控件中智能查看理论计算和实测高程信息，以及施工误差值，并进行应力曲线走势模拟，可解决施工中监测信息不方便查找、计算的问题；
利用BIM技术，对关键位置截面的位移、变形和应力变化实施有效的监测，可视化查看施工信息，确保桥梁结构在施工过程中始终处于安全、合理可控的范围内，实现可视化、实时性管理；
第四步，施工模拟：
利用已建连续刚构桥BIM模型进行全过程施工模拟，可视化交底，优化施工方案，全信息模型竣工交付。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的方法并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，建立模型：
利用三维模型创建技术中的Autodesk Revit软件建立BIM模型、添加相关材料属性并进行施工阶段划分，所述BIM模型要使施工模型、分析模型与设计图纸的坐标系、基准点及模型构建命名标准要保持一致，所述BIM模型上传至本地服务器或者云服务器；
所述坐标系与分析模型保持一致，即以桥墩纵向中心线为X轴，以横桥向为Y轴，Z轴竖直向上；建模方法为先创建结构族库，再将刚构桥模型作为对象生成，存在定位基准点的问题；为了与分析模型保持很好的交互性，必须定位基准点，才能保证模型的准确性；所述模型构件命名标准，对于连续刚构桥施工信息模型来说，除了箱梁节段、桥墩节段和预应力钢束外，还有标高和应力测点，必须对结构构件统一编码，才能保证数据的准确录入、储存与分析输出；
步骤二，测点布置与编码：
在Revit模型中，构件是最小的图元，每个构件都有唯一的编码参数与之对应并通过二次开发筛选构件的编码，监测系统通过编码与模型相关联；首先对模型结构进行编码，便于施工阶段的筛选，后对测点构件进行编码，将监测数据与编码一一对应输入，对于所述BIM模型，需要对箱梁节段、预应力钢束、高程测点和应力测点编码；另外，为便于梁端部应力的监测，利用信息采集技术，根据现场实际需要在不同截面出设置应力监测点，按应力测点的编码参数依次对应模型，采用数字应力传感器采取各个工况下的监测数据，集成施工监测信息；所述数字应力传感器为市场通用型；
步骤三，可视化分析：
(1)应力控制：
随施工阶段的进程，应力数据逐渐采集并利用信息存储技术存储于本地服务器或者云服务器的数据库，永远保存；将数据库数据随施工进程更新后，通过Revit DB Link链接Revit，储存至模型；随时可选取桥单个或多个应力测点查看Revit模型数据；
将桥测点应力通过Revit DB Link链接导入至Revit模型后，应用应力信息管理平台插件，实现施工信息数据的动态可视化查看；通过comboBox控件选择若干个应力测点，利用数据分析技术绘制理论与实测值数据分析图；
当发现实测值数据偏离理论值时，利用信息共享技术通过信息交互，将预警信息发至施工现场，用以指导施工；
(2)高程控制：
在连续刚构桥悬臂浇筑施工中，施工线形控制为:施工—测量—识别调整—施工的循环过程，针对己有施工误差，在下一施工阶段梁段的立模标高中做出有限的适当调整；利用高程监测信息管理平台，智能化显示刚构桥梁段随施工进度的线性情况，掌握现场施工情况，及时反馈给各项目参与方，实现数据实时共享；
为BIM模型添加高程测点，其中每节梁段悬臂端部上表面都要布置高程测点，编码规则如下：L-EP-PI-SE-A，第一个代表悬臂浇筑T形两侧，即L—小桩号方向，R—大桩号方向；第二个代表测点类型，即EP—高程测点；第三个代表桥墩号，即10—10号桥墩；第四个代表悬臂浇筑梁段号，即08—8号块；第五个代表测点号，即每个节段上的测点A、B、C，其中B为箱梁段截面中心顶面测点；
通过radioButton选取箱梁段截面中心顶面测点，即测点B，然后通过comboBox控件分别选取若干施工阶段的箱梁高程，直接调用Revit模型数据，查看主梁线性；利用高程监测信息管理平台，通过选取高程测点和施工阶段，筛选施工高程信息，从DataGridView和chart控件中智能查看理论计算和实测高程信息，以及施工误差值，并进行应力曲线走势模拟，可解决施工中监测信息不方便查找、计算的问题；
利用BIM技术，对关键位置截面的位移、变形和应力变化实施有效的监测，可视化查看施工信息，确保桥梁结构在施工过程中始终处于安全、合理可控的范围内，实现可视化、实时性管理；
步骤四，施工模拟：
利用已建连续刚构桥BIM模型进行全过程施工模拟，可视化交底，优化施工方案，全信息模型竣工交付。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，其特征在于：其是基于连续刚构桥施工信息模型实施技术(BIM)，利用Revit二次开发和数据库管理技术，建立连续刚构桥施工信息模型，整合施工过程中监测信息，从BIM模型作为信息载体出发，实现对施工过程中信息实时录入、数据库储存和动态可视化分析输出，进而提高对连续刚构桥施工管理控制的效率。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，其特征在于：所述连续刚构桥施工信息模型是包含设计、施工全过程于一体的数字化表达，其信息可共享为施工各参与方在施工过程中制定科学决策提供可靠依据；其主要由箱梁节段、桥墩节段、预应力钢束、标高和应力测点组成，并对结构构件统一编码，以保证数据的准确录入、储存与分析输出。
4.根据权利要求2所述的一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，其特征在于：所述BIM模型要使施工模型、分析模型与设计图纸的坐标系、基准点及模型构建命名标准要保持一致，所述Revit为Auto desk公司开发的BIM建模软件。
5.根据权利要求2所述的一种基于BIM的连续刚构桥施工管理控制方法，其特征在于：所述连续刚构桥施工信息模型实施技术由三维模型创建技术、信息采集技术、信息存储技术、数据分析技术及信息共享技术组成；
所述三维模型创建技术是现实物理模型的映射，在设计阶段和施工阶段还具备参数化驱动功能，以便局部调整修改；其主要有参数化建模、三维仿真和施工模拟；
所述信息采集技术是采用物联网技术实现结构信息自动采集并实时更新储存到施工信息模型中；
所述信息存储技术是连续刚构桥施工中产生的信息格式多种多样，信息的储存需要分组分类，大体量的信息需要一定的技术进行压缩，方便调用；其主要有智能编码、数据库存储和智能筛选；
所述数据分析技术对施工过程中的信息有效分析，进行科学判断是施工信息模型的出发点和落脚点；其主要有安全性分析、参数敏感性分析和误差分析；
所述信息共享技术，采用任何平台搭建的施工信息模型需要能与施工各参与方进行信息共享，并且将施工过程中采集的信息保存交付给运营维护单位；其主要有数据库交互、模型共享和动态可视化；
所述动态可视化是利用计算机图形、图像处理技术，将数据转换成图形图像在屏幕上显示出来，再进行交互处理的理论、方法和技术。
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