CN113971300A - 一种桥梁维修改造信息可视化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种桥梁维修改造信息可视化方法，实现了将原本属于工业领域的三维测量技术、地理空间信息数据搜集、无人机倾斜摄影、GIS技术以及用于影视娱乐的三维动画技术综合协同应用于钢结构桥梁维修改造工程中。在整个维修改造中，前期做到了各项数据信息以科学严谨的可视化方式传达给施工团队各个专业各个层级人员，做到了提前对比研判，提前做好预案。从而有效地实现了桥体零部件预制加工替换、桥梁体浮吊船吊装等各个工程节点的各项未知风险的管控，极大地提升了整个工程项目的施工效率及安全率。
Description
技术领域
本发明涉及基建工程行业钢结构桥梁建设维修领域，特别是涉及一种桥梁维修改造信息可视化方法。
背景技术
钢结构桥梁，尤其是具有历史意义的钢结构桥梁的大修工程多数都是在旧桥的原址或周边地段就地改造、修复。施工难度极大，既要保证尽可能少的替换原有具有历史意义的桥体，又要保证工程顺利推进。
对于钢结构桥梁的维修改造目前都还是通过如下步骤进行：查询原始图纸、手工测绘现存桥体、测绘桥梁周边环境、人工比对信息、讨论编制维修改造方案、原址拆换桥体或损坏的零部件、加工预制部分构件进行替换和维修。
传统施工方法的弊端是显而易见的。第一，无法保证原始图纸的正确性和完整性；第二，限于安全及诸多不可控原因，传统机械、电子类测量工具无法全面精确测量出桥梁的现有数据；第三，无法准确全面的测绘出桥梁周边环境的确切数据；第四，涉及到多专业多团队分工，往往存在各说各话，各自执行各自工作的标准。这就造成了各方数据无法在一个统一的框架下进行协同沟通和统一调度。从而使得施工时往往会发生返工、扯皮等等严重影响施工进度和施工质量或施工安全的严重事故。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种桥梁维修改造信息可视化方法，用于解决现有技术中的问题：无法保证原始图纸的正确性和完整性，无法全面精确测量出桥梁的现有数据，无法准确全面的测绘出桥梁周边环境的确切数据，无法在一个统一的框架下进行协同沟通和统一调度桥梁的施工。
为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：一种桥梁维修改造信息可视化方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一，把桥梁的原始设计图纸转换成桥梁数字图纸，使用激光扫描仪对桥梁进行扫描后得到桥梁三维模型，使用GIS结合倾斜摄影获取桥梁环境关系数据；
步骤二，通过所述桥梁数字图纸、桥梁三维模型和桥梁环境关系数据创建桥梁BIM参数化模型；
步骤三，通过所述桥梁BIM参数化模型生成桥梁维修改造预演三维动画；
步骤四，通过所述桥梁施工预演三维动画进行预判分析调整桥梁施工方案，并且生成桥梁维修改造全过程技术信息三维动画。
进一步地，所述步骤一中，使用CAD软件把桥梁的原始设计图纸转换成桥梁数字图纸。
进一步地，所述步骤一中，使用三维激光扫描仪得到桥梁点云数据，对所述桥梁点云数据进行转化得到所述桥梁三维模型。
进一步地，通过CAD软件对所述桥梁点云数据进行转化得到所述桥梁三维模型。
进一步地，所述步骤一中，通过无人机搭载五目倾斜摄像头对桥梁以及桥梁周围环境进行空中桥梁环境关系数据获取。
进一步地，所述桥梁BIM参数化模型通过Revit软件生成。
进一步地，所述建桥梁维修改造预演三维动画还结合桥梁抗震分析信息、桥梁材料检测分析信息和气象风险评估分析信息进行生成。
进一步地，所述建桥梁施工预演三维动画通过3ds max软件生成。
进一步地，所述桥梁施工全过程技术信息三维动画通过3ds max软件生成。
如上所述，本发明的一种桥梁维修改造信息可视化方法，实现了将原本属于工业领域的三维测量技术、地理空间信息数据搜集、无人机倾斜摄影、GIS技术以及用于影视娱乐的三维动画技术综合协同应用于钢结构桥梁维修改造工程中。在整个维修改造中，前期做到了各项数据信息以科学严谨的可视化方式传达给施工团队各个专业各个层级人员，做到了提前对比研判，提前做好预案。从而有效地实现了桥体零部件预制加工替换、桥梁体浮吊船吊装等各个工程节点的各项未知风险的管控，极大地提升了整个工程项目的施工效率及安全率。
附图说明
图1显示为本发明实施例中一种桥梁维修改造信息可视化方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，本发明提供一种桥梁维修改造信息可视化方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一，使用Autodesk公司旗下的CAD软件把桥梁的原始设计图纸转换成桥梁数字图纸。使用三维激光扫描仪得到桥梁点云数据，对桥梁点云数据进行转化，再通过CAD软件得到桥梁三维模型。通过无人机搭载五目倾斜摄像头对桥梁以及桥梁周围环境，再结合GIS技术进行空中桥梁环境关系数据获取。
GIS全称为Geographic Information Systems,地理信息系统是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
步骤二，通过桥梁数字图纸、桥梁三维模型和桥梁环境关系数据，再使用Autodesk公司旗下的Revit软件生成桥梁BIM参数化模型。
BIM全称为Building Information Modeling，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
步骤三，通过桥梁BIM参数化模型，再结合桥梁抗震分析信息、桥梁材料检测分析信息和气象风险评估分析信息，使用Autodesk公司旗下的3ds max软件生成桥梁维修改造预演三维动画。
三维动画技术是基于现代计算机及图形图像学的信息可视化技术，可以不受时间、空间、地点、条件、对象的限制，运用各种表现形式把复杂、抽象的节目内容、科学原理、抽象概念等用集中、简化、形象、生动的形式表现出来。由于其精确性、真实性和可操作性，被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。
步骤四，通过桥梁施工预演三维动画进行预判分析调整桥梁施工方案，并且使用3ds max软件生成桥梁维修改造全过程技术信息三维动画，模拟整个维修改造过程，为整个施工项目提供全案虚拟验证，为后期工程验收交付提供信息可视化比对数据存档。
综上所述，本发明的一种桥梁维修改造信息可视化方法，实现了将原本属于工业领域的三维测量技术、地理空间信息数据搜集、无人机倾斜摄影、GIS技术以及用于影视娱乐的三维动画技术综合协同应用于钢结构桥梁维修改造工程中。在整个维修改造中，前期做到了各项数据信息以科学严谨的可视化方式传达给施工团队各个专业各个层级人员，做到了提前对比研判，提前做好预案。从而有效地实现了桥体零部件预制加工替换、桥梁体浮吊船吊装等各个工程节点的各项未知风险的管控，极大地提升了整个工程项目的施工效率及安全率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一，把桥梁的原始设计图纸转换成桥梁数字图纸，使用激光扫描仪对桥梁进行扫描后得到桥梁三维模型，使用GIS结合倾斜摄影获取桥梁环境关系数据；
步骤二，通过所述桥梁数字图纸、桥梁三维模型和桥梁环境关系数据生成桥梁BIM参数化模型；
步骤三，通过所述桥梁BIM参数化模型生成桥梁维修改造预演三维动画；
步骤四，通过所述桥梁施工预演三维动画进行预判分析调整桥梁施工方案，并且生成桥梁维修改造全过程技术信息三维动画。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述步骤一中，使用CAD软件把桥梁的原始设计图纸转换成桥梁数字图纸。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述步骤一中，使用三维激光扫描仪得到桥梁点云数据，对所述桥梁点云数据进行转化得到所述桥梁三维模型。
4.根据权利要求3所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，通过CAD软件对所述桥梁点云数据进行转化得到所述桥梁三维模型。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述步骤一中，通过无人机搭载五目倾斜摄像头对桥梁以及桥梁周围环境进行空中桥梁环境关系数据获取。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述桥梁BIM参数化模型通过Revit软件生成。
7.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述桥梁维修改造预演三维动画还结合桥梁抗震分析信息、桥梁材料检测分析信息和气象风险评估分析信息进行生成。
8.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述桥梁施工预演三维动画通过3ds max软件生成。
9.根据权利要求1所述的一种桥梁维修改造信息可视化方法，其特征在于，所述桥梁施工全过程技术信息三维动画通过3ds max软件生成。
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