CN113239429A - 混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，1、建立混凝土节段箱梁的理论模型，按照BIM三维设计模型数据采用软件，根据设计线形设计出每个节段箱梁的具体尺寸；2、将节段箱梁的三维模型数据导入预设的模板系统中，控制各个模板姿态；3、首个混凝土节段箱梁浇筑完成后，移出模板台架，然后通过三维激光扫描仪对浇筑完成的混凝土节段箱梁进行三维数据扫描；4、将扫描点云数据在软件中进行去噪拟合，形成高精度三维模型，并与所述BIM三维设计模型进行对比，分析下一个混凝土节段箱梁纠偏数据，进而调整下一个混凝土节段箱梁模板姿态；5、重复步骤3‑4，完成整个桥梁的混凝土节段箱梁预制；6、在软件中进行各个混凝土节段箱梁虚拟预拼装；7、按照查找出的误差，对具体位置的所述齿块和预应力孔道进行精确打磨修补。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁结构计算机设计、智能制造领域，尤其是涉及混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法。
背景技术
混凝土节段预制拼装箱梁线形控制的传统方法是在每个梁段上均设置六个测点，在混凝土浇筑前、后通过对这六个测点测量、坐标换算，计算出节段箱梁制造偏差，从而给出匹配段的六个测点的坐标纠偏调整值。上述方法需要现场反复测量、反复调整，直到匹配段空间位置满足测量人员认可的精度要求为止，因此存在工作量大、效率低、存在主观化的不足。 除此之外，传统混凝土节段箱梁在施工吊装前需要进行预拼装，工厂内将预制存放好的节段箱梁吊装至预拼装场地，逐节段进行预拼装；由于混凝土节段箱梁尺寸一般较大，吊装设备反复吊装，由于受场地、 吊装设备、 时间周期等方面的限制，有时不具备整体预拼的条件；为解决该问题，目前多采取虚拟预拼技术的方法，但已有的虚拟预拼技术仍采用常规的全站仪、 卷尺等设备，几何点坐标采集难度非常大，一般仅采集数量很少的特征点坐标。
发明内容
本发明目的在于提供一种混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，以实现工期短、成本低、精度高和安全可高。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，包括下述步骤：
步骤1、建立混凝土节段箱梁的理论模型，按照BIM三维设计模型数据采用软件AutoDesk Revit，根据设计线形设计出每个节段箱梁的具体尺寸；
步骤2、将所述节段箱梁的三维模型数据导入预设的模板系统中，控制各个模板姿态；
步骤3、首个混凝土节段箱梁浇筑完成后，移出模板台架，然后通过三维激光扫描仪对浇筑完成的混凝土节段箱梁进行三维数据扫描；
步骤4、将扫描点云数据在Geomagic Foundation软件中进行去噪拟合，形成高精度三维模型，并与所述BIM三维设计模型进行对比，分析下一个混凝土节段箱梁纠偏数据，进而调整下一个混凝土节段箱梁模板姿态；
步骤5、重复步骤3-步骤4，完成整个桥梁的混凝土节段箱梁预制；
步骤6、在Geomagic Foundation软件软件中进行各个混凝土节段箱梁虚拟预拼装，分析相邻节段箱梁衔接面之间的齿块和预应力孔道对应关系，查找误差；
步骤7、按照查找出的所述误差，对具体位置的所述齿块和预应力孔道进行精确打磨修补。
优选地，步骤6中，所述节段混凝土箱梁虚拟预拼装的步骤为：
提取相邻两节段混凝土箱梁梁段或者合龙段与其连接的混凝土箱梁梁段的拼接面数据群， 将所述数据群中的数据通过减去数据群的平均值而实现中心化；将所述中心化后的拼接面数据群在同一坐标系下显示，实现直观的展示出两拼接面的吻合度，查看两拼接面的偏差是否在允许范围内；在相邻拼接面上均匀选取8-10个点作为公共点，完成坐标转换，实现两混凝土箱梁节段在计算机软件中虚拟相拼。
优选地，步骤6中，分析相邻节段箱梁衔接面之间的齿块和预应力孔道对应关系，步骤为：
在Geomagic Foundation软件中，剖析相邻面的平面图，在剖析出的平面图测量齿块和孔道对齐情况。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明应用BIM技术，对节段箱梁进行正向设计，给出精确的线形和节段箱梁构造尺寸信息，能够输入预设的模板系统，实现信息自动化控制浇筑，具有精确度高，人工成本低，安全可靠性高。
2、本发明在每个节段箱梁预制完成后，均进行三维激光扫描，将扫描完成的数据在计算机软件中与BIM模型进行对比分析，实时控制节段箱梁之间偏差，及时做出调整，具有工厂预制过程中更高智能性，提高生产效率。
3、本发明运用三维激光扫描技术，避免了传统的节段箱梁“六点法”测量的繁琐步骤和人工测量产生的误差，并且测量速度更快，具有更高的精确性和经济性，提高预制生产速度。
4、本发明可在节段箱梁预制完成后，在软件中实现虚拟预拼装，直观地检查各个节段箱梁衔接面齿块和预应力孔道对齐情况，进而得出实际线性数据，与设计模型进行对比；因此不受场地限制，不需要场地来回吊装进行预拼装，减少了大型吊装设备和吊装工序，节省用地，大大提高了节段箱梁施工效率和经济性。
5、便于实时监控，风险预警；节段箱梁施工过程中，实际制造信息与BIM模型实施对比，可视化分析，便于查找各个节段箱梁的缺陷，及时做出应对措施，降低工程风险。
附图说明
图1是本发明制造方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本发明所述混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1、建立混凝土节段箱梁的理论模型，按照BIM三维设计模型数据采用软件AutoDesk Revit，根据设计线形设计出每个节段箱梁的具体尺寸；
步骤2、将所述节段箱梁的三维模型数据导入预设的模板系统中，控制各个模板姿态；
步骤3、首个节段箱梁浇筑完成后，移动模板后通过三维激光扫描仪对浇筑完成的节段箱梁进行三维数据扫描；
步骤4、将扫描点云数据在Geomagic Foundation软件中进行去噪拟合，形成高精度三维模型，并与所述BIM三维设计模型进行对比，分析下一个节段箱梁纠偏数据，根据纠偏数据，通过模板系统控制调整模具千斤顶位置，进而调整下一个节段箱梁模板姿态；
骤5、重复步骤3-步骤4，完成整个桥梁的节段箱梁预制；
步骤6、首先，在Geomagic Foundation软件中进行各个节段混凝土箱梁虚拟预拼装，具体步骤为：提取相邻两节段混凝土箱梁梁段或者合龙段与其连接的混凝土箱梁梁段的拼接面的数据群， 将所述数据群中的数据通过减去数据群的平均值而实现中心化；将所述中心化后的拼接面数据群在同一坐标系下显示，实现直观的展示出两拼接面的吻合度，查看两拼接面的偏差是否在允许范围内；在相邻拼接面上均匀选取8-10个点作为公共点，完成坐标转换，实现两混凝土箱梁节段在计算机软件中虚拟相拼；其次，分析相邻节段混凝土箱梁衔接面之间的齿块和预应力孔道对应关系，查找误差，具体步骤为：在GeomagicFoundation软件中，剖析相邻面的平面图，在剖析出的平面图测量齿块和孔道对齐情况。
注：软式Geomagic Foundation ，是Geomagic公司推出的一款专业逆向工程软件，具有强大和精确的三维计量解决方案和自动化平台，内置Geomagic Control 2014、Geomagic Studio 2014和Geomagic Wrap 2014等三个模块，其中Geomagic Studio 2014可根据任何实物零部件通过扫描点点云自动生成准确的数字模型；Geomagic Wrap 2014用于3D成像和使用三维扫描仪捕获；Geomagic Control 2014则是一款强大和精确的全面三维计量和检测系统，可满足不同领域和行业的需要。
Claims (3)
1.一种混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1、建立混凝土节段箱梁的理论模型，按照BIM三维设计模型数据采用软件AutoDesk Revit，根据设计线形设计出每个节段箱梁的具体尺寸；
步骤2、将所述混凝土节段箱梁的三维模型数据导入预设的模板系统中，控制各个模板姿态；
步骤3、首个混凝土节段箱梁浇筑完成后，移出模板台架，然后通过三维激光扫描仪对浇筑完成的混凝土节段箱梁进行三维数据扫描；
步骤4、将扫描点云数据在Geomagic Foundation软件中进行去噪拟合，形成高精度三维模型，并与所述BIM三维设计模型进行对比，分析下一个混凝土节段箱梁纠偏数据，进而调整下一个混凝土节段箱梁模板姿态；
步骤5、重复步骤3-步骤4，完成整个桥梁的节段箱梁预制；
步骤6、在Geomagic Foundation软件中进行各个混凝土节段箱梁虚拟预拼装，分析相邻混凝土节段箱梁衔接面之间的齿块和预应力孔道对应关系，查找误差；
步骤7、按照查找出的所述误差，对具体位置的所述齿块和预应力孔道进行精确打磨修补。
2.根据权利要求1所述混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，其特征在于：步骤6中，所述混凝土节段箱梁虚拟预拼装的步骤为：
提取相邻两节段混凝土箱梁梁段或者合龙段与其连接的混凝土箱梁梁段的拼接面的数据群， 将所述数据群中的数据通过减去数据群的平均值而实现中心化；将所述中心化后的拼接面数据群在同一坐标系下显示，实现直观的展示出两拼接面的吻合度，查看两拼接面的偏差是否在允许范围内；在相邻拼接面上均匀选取8-10个点作为公共点，完成坐标转换，实现两混凝土箱梁节段在计算机软件中虚拟相拼。
3.根据权利要求1所述混凝土节段预制拼装桥梁的制造方法，其特征在于：步骤6中，分析相邻节段箱梁衔接面之间的齿块和预应力孔道对应关系，步骤为：
在Geomagic Foundation软件中，剖析相邻面的平面图，在剖析出的平面图测量齿块和孔道对齐情况。
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