關(guān)于BIM技術(shù)在橋梁施工監(jiān)控中的應(yīng)用研究

戴博

摘? ? 要：伴隨我國經(jīng)濟(jì)水平和科技水平的高速發(fā)展，橋梁工程開始成為了全社會所關(guān)注的主要對象之一。對于當(dāng)前開發(fā)橋監(jiān)控工作來說，其需要使用的數(shù)據(jù)資料有很多，時間跨度非常長，同時也有著共享難度偏高的問題。為此，可以通過創(chuàng)設(shè)BIM模型的方式，促使工作人員將所有信息資料整合于系統(tǒng)之中，進(jìn)而提升監(jiān)控效果。本篇文章將闡述工程的基本概況，探討施工監(jiān)控的主要方案，分析BIM中監(jiān)控方案的實現(xiàn)方法，并對于BIM+Web監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法方面提出一些合理的見解。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);橋梁施工監(jiān)控;ASP.NET開發(fā);SQL Server

1? 引言

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，通過應(yīng)用BIM模型的方式，能夠直觀地把握實際施工過程中監(jiān)控的動態(tài)，從而使得工程工作更具協(xié)調(diào)性，進(jìn)而促使監(jiān)控工作的效率大幅度提升。

2? 工程的基本概況

本次選用的案例工程橋梁全長為669m，整體橋型屬于獨塔單索面不對稱斜橋，實際寬度為41m，而引橋則是高度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，實際寬度在40m～52m之間。而主橋本身為墩、塔、梁為核心的固結(jié)體系，內(nèi)部全部都是鋼結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，受力情況極為特殊，因此會受到多方面因素的影響，導(dǎo)致施工控制難度較高。不僅如此，箱梁寬度和寬跨同樣非常大，每一個節(jié)段的自重都很高，因此使得其線性控制工作有著非常高的難度[1]。

3? 施工監(jiān)控的主要方案

基于本次案例選用的橋梁，把握其本身結(jié)構(gòu)的受力情況以及施工工作的基本特點。在實際監(jiān)控的時候，主要可以從三個方面展開，分別是幾何監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測以及索力監(jiān)測，下面將詳細(xì)展開說明。

3.1? 幾何監(jiān)測

通常來說，幾何監(jiān)測又能分成兩個部分，分別是主梁標(biāo)高監(jiān)測以及主塔偏位監(jiān)測。標(biāo)高的監(jiān)測方式是依靠幾何水準(zhǔn)的方式，對當(dāng)前實際施工的每一個節(jié)段的具體標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測。而對于偏位監(jiān)測，則其主要以順橋向變位值測量為主，具體施工以及程橋狀態(tài)全部都依靠拉索進(jìn)行重量承擔(dān)。當(dāng)外部條件發(fā)生變化的時候，主塔都會出現(xiàn)一定程度的變形。

3.2? 應(yīng)力監(jiān)測

應(yīng)力監(jiān)測一般以主梁應(yīng)力監(jiān)測以及主塔應(yīng)力監(jiān)測為主。主梁應(yīng)力測試面有兩種，其一是受力相對較差的一面，其二則是應(yīng)力偏高的一面。在進(jìn)行主塔應(yīng)力監(jiān)測的時候，需要結(jié)合具體測點的布置位置，選擇在下塔柱以及中塔柱的位置展開測試。為了確保后期監(jiān)測工作能夠順利進(jìn)行，同時其精度也能滿足需求，通常需要選擇一些具有較強(qiáng)穩(wěn)定性以及精度的振限式砼，以此可以為應(yīng)力測試提供幫助。

3.3? 索力監(jiān)測

對于索力監(jiān)測來說，其基本上主要是針對單根索力展開測試，將千斤頂和振動頻率結(jié)合在一起。并通過千斤頂油壓表展開控制，并對獲取的振動頻率進(jìn)行采集。本次獲取的實際內(nèi)容能搞對拉索進(jìn)行標(biāo)定，以此完成索長計算。同時還要基于索長本身，對索力值展開全面測試。

4? BIM中監(jiān)控方案的實現(xiàn)方法

4.1? 主要監(jiān)控點

由于BIM技術(shù)本身具有可視化以及參數(shù)化特點，因此可以將其全部置于BIM的模型之中，具體點位如下內(nèi)容所示。

其一是在主梁內(nèi)部的四個斷面位置，在每一個斷面位置設(shè)置12個測試點。這其中，上方的點數(shù)為6個，下方的點數(shù)同樣為6個[2]。

其二是在主塔內(nèi)部的四個斷面位置，在每一個斷面中設(shè)置4個測試點。這其中，東邊位置是2個，而下邊位置則也是2個。

其三是在每一段主梁為主中單獨設(shè)置一個標(biāo)高監(jiān)控點。

其四是在主塔的頂部位置，單獨設(shè)置1個監(jiān)控點。

其五則是內(nèi)部每一根拉索都能夠當(dāng)做是索力監(jiān)控點。

4.2? 模型轉(zhuǎn)換

在早期完成BIM模型建立之后，通過應(yīng)用Revit軟件，以此展開瀏覽和查看工作，從而對BIM模型的實際應(yīng)用帶來了一定程度的限制。所以，必修改進(jìn)應(yīng)用的平臺，將其更換為Forge平臺。如此便能將其轉(zhuǎn)化為能夠直接在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行瀏覽的BIM模型，促使觀察工作變得更為簡單。

依靠Forge平臺，在進(jìn)行BIM模型轉(zhuǎn)換的時候，需要利用WebGL技術(shù)，促使其可以直接在網(wǎng)頁中完成顯示工作。WebGL本身便可以算作是一種JavaScript API，所以在轉(zhuǎn)換工作結(jié)束之后，同樣可以在BIM模型中應(yīng)用JavaScript，以此為基礎(chǔ)完成網(wǎng)頁顯示編程的工作內(nèi)容，促使開發(fā)工作可以更好地展開。

5? BIM+Web監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

5.1? 系統(tǒng)開發(fā)的主要目標(biāo)

對于系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)來說，主要是依靠BIM技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以此可以開發(fā)出全新的管理系統(tǒng)，促使其更具完善性、便利性以及安全性。如此便能夠大幅度提升監(jiān)控工作的實際效率，促使施工項目可以順利展開。一般而言，目標(biāo)主要分為4個部分。

其一是在Web中進(jìn)行BIM模型展示，所以人們都能夠依靠應(yīng)用Web的方式，對當(dāng)前的模型進(jìn)行查看，并通過合理操作的方式，獲得具體監(jiān)控信息內(nèi)容，從而使得所有數(shù)據(jù)資料變得更具可視化特點[3]。

其二是針對數(shù)據(jù)內(nèi)容展開一體化管理，一般主要包括三個方面，分別是測點數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)以及預(yù)警數(shù)據(jù)。

其三是以監(jiān)控數(shù)據(jù)內(nèi)容為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)全新的數(shù)據(jù)庫。主要包括應(yīng)力監(jiān)控信息、幾何監(jiān)控信息以及索力監(jiān)控信息。

其四是十分易于查詢和統(tǒng)計，基于各個測試點中得到的各類監(jiān)控數(shù)據(jù)，以此完成監(jiān)控工作。

5.2? 監(jiān)控系統(tǒng)框架設(shè)計

對于管理系統(tǒng)本身，為了保證數(shù)據(jù)內(nèi)容可以和表達(dá)層本身完全分離開來，促使其通用性價值以及友好性價值得到展現(xiàn)。因此需要基于模型本身，創(chuàng)設(shè)相關(guān)程序框架，以此可以有效提升開發(fā)效率，從而使其穩(wěn)定性和安全性得到增加。而在體系結(jié)構(gòu)的選擇方面，其主要是B/S結(jié)構(gòu)，一共分為三部分，分別是瀏覽器層、Web服務(wù)器層以及數(shù)據(jù)服務(wù)器層。不需要安裝任何軟件，僅僅只需要依靠瀏覽器的方式便能夠完成所有顯示工作以及實際操作。

5.3? 監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

對于監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫本身而言，其身份驗證和業(yè)務(wù)之間必須分離，因此便需要以此為基礎(chǔ)展開設(shè)計。

其一是身份驗證數(shù)據(jù)庫，該模型包括的內(nèi)容主要是用戶自身的實體以及角色本身的實體。這其中，用戶自身的實體主要對個人用戶的實體信息進(jìn)行描述，而角色本身的實體則主要對個人用戶的角色信息進(jìn)行描述。

其二是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，主要基于監(jiān)控管理系統(tǒng)本身，以此對其原有功能進(jìn)行設(shè)置。一般來說，主要包括信息實體、監(jiān)控實體、位移實體以及索力監(jiān)控實體等。信息實體主要是以測試點為核心的基礎(chǔ)信息內(nèi)容，主要包括測試點ID、監(jiān)控類別、測點編號以及測點描述等基礎(chǔ)內(nèi)容。監(jiān)控實體主要負(fù)責(zé)完成監(jiān)控的基本工作，包括截面位置的信息、實際位置信息、測點位置信息以及測試點數(shù)值等。位移實體主要復(fù)雜對主塔本身位移的實際情況展開監(jiān)控，一般包含塔頂?shù)臏y試部分、測試日期、對于理論數(shù)值以及實際測試值等。而索力監(jiān)控實體主要復(fù)雜索力本身的監(jiān)控，一般包括拉索的具體編號、拉索的理論內(nèi)容、合理誤差以及拉索實測數(shù)值等[4]。

5.4? 監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)

對于監(jiān)控系統(tǒng)來說，其最為常用的開發(fā)工具便是Mircosoft Visual Studio 2016 +SQL Server 2015。而在開發(fā)語言方面，其主要采用的是ASP.NET 4.7+C#，而選用的瀏覽器則是Google Chrome。

為了對監(jiān)控系統(tǒng)展開測試，聊及其在不同平臺以及不同瀏覽器哦中的具體運行效果，同時還要在生活中十分常見的Windos系統(tǒng)、mac系統(tǒng)、ios系統(tǒng)以及Android系統(tǒng)中展開測試。最終獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容，其本身所有功能均運行良好。最后再通過應(yīng)用IE15以及Chrome瀏覽器展開測試，同樣發(fā)現(xiàn)結(jié)果數(shù)據(jù)沒有任何異常。除此之外，即便選用的分辨率存在差異，整個頁面同樣十分清晰，且沒有任何缺陷，系統(tǒng)的運行效果十分良好[5]。

6? 結(jié)束語

綜上所述，早期監(jiān)控系統(tǒng)存在多方面缺陷，使得監(jiān)控工作的開展受到影響。而通過BIM模型的方式，將數(shù)據(jù)內(nèi)容全部輸入其中，以此可以更好地進(jìn)行觀察和了解，并發(fā)揮其所有功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉智敏，王英，孫靜，etal.BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計階段的應(yīng)用研究[J].北京交通大學(xué)學(xué)報，2015（6）：80～84.

[2] 高晶晶，高晶晶，鄒俊楨，etal.BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].西部交通科技，2016（1）：57～61.

[3] 張海華，劉宏剛，甘一鳴.基于BIM技術(shù)的橋梁可視化施工應(yīng)用研究[J].公路，2016（9）：155～161.

[4] 曹旭光，楊偉名.BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計與施工中的應(yīng)用研究[J].四川水泥，2016（4）：85.

[5] 趙靖.BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)（引文版），2016（22）：106.