重庆某特大桥施工监控与三维可视化测绘项目

连续刚构桥信息化平台的关键自主研发技术及施工参数识别应用

针对目前桥梁施工信息化管理中存在的国外技术依赖程度高,控制管理手段单一,信息无法共享以及数字模型无法及时更新等问题,本研究自主研发了一款适用于通用桥梁类型(连续刚构桥)的信息化管理平台;同时开发了信息模型平台与监测数据采集仪,数值计算软件的接口技术,由此实现了信息模型,监测数据以及数值模型的有机统一;此外,还实现了平台的进一步扩展应用:利用所提的基于先进代理模型的参数识别技术,在平台框架下完成了实桥的施工参数识别. 首先,在自主开发连续刚构桥信息化平台的过程中,使用C++语言在VS平台内将Unity3D引擎技术等底层技术编写成类,打包整理,形成可被调用的底层库;并在此基础上添加了桥梁领域的类库(如箱梁截面的定义,软件界面的编辑以及可视化动态操作时各类间关系的维护等),完成了平台雏形的开发. 其次,在上述类库的基础上,结合连续刚构桥"主梁连续,墩梁固结"的设计特点及"悬臂对称"的施工特点,开发了连续刚构桥快速参数化建模功能,提高了建模效率;并通过对数据库中数据定义不同的交互方式,在软件内添加了包括树形菜单栏等在内的十种数据可视化方法,完成了平台BIM(三维可视化)模块的开发. 接着,通过前后处理数据库的转换技术,在平台中添加了FEA(有限元分析)模块;同时,基于Midas的MCT文件建模方式,通过指定FEA数据库中数据的调用类型及调用格式,自动生成相应的MCT文件,实现平台内信息模型与有限元软件内数值模型的转换.与此同时,基于多线程编程将传感器与软件连接,实现了传感器数据的自动录入,开发了平台的Monitor(监测数据及分析)模块. 最后,开展了平台扩展应用研究——基于先进代理模型的桥梁施工节段参数识别.以盲克里金模型作为代理模型,提出了理想数据情况下基于盲克里金模型的桥梁施工参数识别方法;对于含有噪声的非理想数据,基于PCA+FastICA的数据降噪技术,提出了PCA+FastICA+盲克里金模型的桥梁施工参数识别方法;利用卷积神经网络优异的抗噪性及数据处理能力,还进一步提出了基于卷积神经网络的桥梁施工参数识别方法.以青莲河特大桥为工程背景,并利用所建信息平台的便利性,对所提方法有效性进行了验证.

BIM技术在徐盐铁路工程中的实践应用

结合徐盐铁路项目施工特点,选取双沟特大桥"72+132+72"m转体连续,双沟车站路基,标段全线线路为BIM技术试应用点,建立了双沟特大桥转体连续梁模型,利用BIM技术实现项目三维可视化管理,技术交底及结构管道与钢筋间碰撞检查,工程量,进度管理,起到指导项目施工,提前优化解决设计问题,减少返工处理的作用,最大化节约了工期和保证了施工质量.

BIM技术在黄河特大桥项目施工管理中的应用

BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,建立建筑物实体三维模型,通过数字信息,仿真模拟建筑物所具有的真实信息.借助BIM技术的优势,结合黄河特大桥项目的现场施工情况及工程技术难点,来探索BIM技术在基础设施领域的应用.通过建立三维桥梁及现场临建模型,统计主桥变截面箱梁模板工程量及钢栈桥,围堰工程量,导出结构物空间坐标点以提高测量人员工作效率,对0号块三向预应力管道与钢筋之间进行碰撞检查,给项目管理带来了良好的效益.

市政道路工程施工方案3D数字化决策技术研究

市政道路工程建设是一项复杂的系统工程,其内部各组成部分之间相互联系又相互制约,关系错综复杂.其施工方案的优劣直接影响到项目的质量,安全,环境,进度,成本等目标的实现,工程项目施工方案在工程施工中占有重要地位.市政道路工程项目施工方案的优选涉及面广,是一个包含有定性和定量指标的多因素和多目标的复杂系统的决策问题.针对具体的市政道路工程项目的特点,建立科学的施工方案优选决策模型,从众多可行的施工方案中选择适合工程项目的最优施工方案,具有非常重要的理论研究价值和实际应用价值. 本文的主要关键技术是网络计划技术,虚拟技术,模糊综合优化和灰色关联分析在市政道路工程建设施工方案比选中的综合运用.根据市政道路工程施工方案的特点,采用定性和定量相结合的指标,利用多目标决策方法来进行施工方案优选的决策,建立基于工期-成本-质量-安全-环保的灰色关联分析的混合模糊多属性决策模型;将施工网络计划技术,模糊综合优化和灰色理论应用到市政道路工程项目的施工方案比选优化中来,以杨家沟特大桥为例,考虑施工工期,成本,质量,安全,环保五个施工重要指标,定义模糊集,并利用灰色关系分析进行评价,建立综合工期-成本-质量-安全-环保的混合模糊优化决策模型,得出在最满意作业模式组合下,对杨家沟特大桥的施工方案进行决策.最后应用三维动态虚拟可视化仿真技术,对杨家沟特大桥施工中的重点工序进行虚拟可视化仿真研究,可以得到合理可行的施工方案,为施工方案的优选提供了依据,实现了工期,质量,成本,安全,环保等目标的均衡优化,有效提高了工程项目的经济效益和社会效益.

桥梁结构基于拱杆系失效包络图的可视化安全评估

基于失效包络图理论,利用几何 思想建立桥梁构件及结构整体失效状态新模型;在直杆系失效包络图理论的基础上,提出了适用于桥梁结构拱杆系的失效包络图及安全评估的方法.以连霍高速公路 许沟特大桥为实例,通过对三维及二维工作状态可视包络图的分析,给出了桥梁结构拱杆系的失效接近度,安全余度等安全评估的量化指标.

BIM与3DGIS的集成技术及在铁路桥梁施工中的应用

研究提出BIM与3DGIS的集成技术.该技术实现的第1步,将Revit软件生成的BIM针对3DGIS进行快速无损格式转换,将BIM的几何信息转换成3DGIS可以接受的*.dae格式文件,将BIM的属性信息保存到数据库中,并采用元素的ID作为唯一字段将*.dae格式文件与数据库关联起来;第2步,将BIM与3DGIS集成,包括坐标系统的统一,姿态,方位及比例因子的信息读取与变换,模型转换文件的遍历读取与保存,BIM信息的综合集成和在3DGIS中的空间表达.采用C#编程语言和SQL Server数据库,开发基于BIM与3DGIS集成的铁路桥梁施工管理信息系统,并在蒙华铁路某特大桥施工项目中进行实际应用.结果表明:系统将215个桥墩,212个梁体和2个连续梁等大量铁路桥梁BIM模型批量集成到3DGIS中,解决了设计,施工与管理不同阶段之间的数据共享与挖掘利用的难题,实现从3DGIS可视化,漫游和三维空间分析到BIM施工管理,施工动态模拟和施工进度总览等功能.

大型复杂工程三维可视化PMIS的设计与实现

大型复杂工程项目具有空间跨度大、技术复杂、参与方多等特点,所以在项目管理时涉及更多的工程技术、经济学、管理科学等领域的问题,包括项目的投资、进度、质量、安全、物资、设备、人员、部门等诸多方面。因此,必须依靠现代化的管理技术及时的处理施工过程中的大量信息。本文以西固黄河特大桥工程建设项目为依托工程,研究了大型复杂工程的三维可视化PMIS设计与实现。论文首先简单介绍了国内外PMIS的发展现状、发展趋势及存在的问题,然后针对大型复杂工程建设项目的特点,对系统进行了需求分析、架构设计及功能模块设计,确定了系统的总体设计方案。最后介绍了系统进度管理功能模块关键技术及基于Silverlight技术的三维可视化PMIS系统实现。以Visual Studio2012为开发工具构建了基于B/S模式的大型复杂工程三维可视化项目管理信息系统,利用先进的三维可视化方法直观形象地反映大型复杂工程建设全过程,达到对工程信息高效管理的目的,为工程管理决策提供充分和有效的信息支持。