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伴隨高速鐵路的快速發展,我國先后建成了武漢天興洲長江大橋、南京大勝關長江大橋、濟南黃河大橋、銅陵長江大橋等一批具有代表性的鐵路或公鐵兩用大跨度橋梁。它們不僅體積大、荷載重、運營速度快,而且結構新穎,設計美觀,表明我國建橋水平已躍升于世界先進行列。

目前,橋梁工程管理模式依舊是“設計-施工-管養”,面對不同管理者,相關信息在傳遞過程中可能出現失真甚至丟失的現象。

1、以二維圖紙作為信息載體,不易攜帶、傳遞和保存,且非專業人士較難理解。

2、關鍵工序采用傳統施工機具,效率偏低且人為因素影響大,施工信息溝通協調不足、追蹤性差。

3、橋梁管養依靠定期檢定和人工巡檢,未將設計、施工及各種監(檢)測數據進行聯動分析。

建設智慧橋梁需要從項目全生命周期角度出發,以BIM技術為核心,以移動互聯網等先進信息技術為手段,通過打破信息斷層,有效控制工程信息的采集、加工、存儲和交流,構建信息的創造、傳遞、評估和利用的良性循環機制。實現智慧設計、智慧建造和智慧管養,支持決策者對項目進行合理的協調、規劃和控制,進而不斷提升橋梁技術創新、信息化和智能化水平。

通過控制多類型參數,調整模型中數據關系,實現模型的幾何和類型參數變化,從而適應復雜多變的結構設計,提高建模效率。

基于參數化建模,搭建橋梁構件庫和模型庫,累積標準構件的幾何尺寸、屬性信息,提高設計效率及質量。

BIM模型與FEM分析軟件的銜接

結合第三方網格劃分軟件或利用Python,c/c++等編程語言進行二次開發,開發與主導有限元分析軟件的無縫接口,實現數據模型無損傳遞,避免重復工作,提高分析效率。

智慧建造+數字化施工

借助物聯網技術,及時采集建造過程中的關鍵數據和信息,并通過互聯網實時上傳到管理平臺,實現關鍵參數量值、關鍵工序質量的有效把控。利用BIM模型所包含構件的幾何尺寸信息,與大型機械設備進行無縫對接,直接生成下料、加工等信息,省略二次翻圖轉換工序,提高自動化水平。

虛擬施工

構建施工設備、施工工藝等相關族庫,在工程正式施工前,利用BIM技術進行施工4D虛擬建造,通過可視化的預演練和施工過程模擬,檢查設備空間位置和工藝實施的可行性,進而優化施工組織方案,減少返工,切實提高工效。

施工信息管理

集成建設、施工、監理、監控等各參與方的具體要求,依據規范標準,實現進度、安全、成本等施工信息的采集、存儲、分析和反饋,對物料、設備等資源進行動態管控,獲取有效施工信息。施工信息管理不僅可以實現施工質量的追蹤,更為竣工驗收資料的交付提供基礎。同時融入施工計算分析模塊,可為施工人員提供技術支持,極大方便了現場應用。

基于“狀態修”的管養

基于互聯網、物聯網和云計算技術,搭建基于車-線-橋的數字化管養系統,集成智能巡檢、病害庫和知識庫管理等模塊。綜合設計、施工、聯調聯試等信息,利用大數據技術對多源數據進行分析和深度挖掘。結合相關規范、標準,梳理并構建橋梁結構性能評價的基本指標體系,最終實現基于“狀態修”的智慧管養體系,為今后類似工程的設計、施工和運營提供技術依據。

伴隨BIM、移動互聯網、物聯網、云計算及大數據等技術的廣泛應用,傳統土木行業正經歷向智慧產業發展的信息革命。未來橋梁正在向更智能、更安全、更經濟、更耐久、更環保、更美觀的方向發展。

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