基于BIM技术的山区大跨径拱桥三维监控关键技术应用

发布日期：2022-02-15

项目简介：

该桥跨径162.8m，上承式钢筋混凝土拱桥，桥墩高达40m左右；

劲性骨架钢筋混凝土拱桥，是当下施工工艺、结构受力最为复杂的拱桥结构；

现场地形险峻、地质条件复杂、施工和监测难度较大；

是大跨径钢筋混凝土最主要的桥型结构，是对新技术研发与验证最为合适的桥型。

项目挑战：

1.受山区地理环境限制，大跨径拱桥施工方法有限：

   拱肋与扣索耦合受力，结构稳定性较差；受力复杂、施工过程计算难度大。

2.测难度大，精度与完整性难保证：

   在传统监测技术下，只能在预先设定的关键时间节点和关键位置进行离散测量；复杂环境下桥梁的测量控制系统精确建立难度大。

3.成桥线形与受力难控，结构性病害频发，长期性能无法保障：

   施工方法的限制，大跨径拱桥施工过程中结构体系复杂、荷载复杂、工序复杂，结构安全系数低，容错能力差。

成果应用：

1.基于三维扫描的拱桥虚拟预拼装方法：

    高空及复杂环境下的三维扫描可靠数据采集法

    点云数据的逆向快速建立BIM模型法

    复杂空间结构虚拟预拼装最优姿态算法

2.毫米级大型桥梁三维全息监测：

    拱肋节段三维偏差快速检测

    拱肋节段施工过程高精度连续变形监测

3.拱桥有限元模拟仿真与BIM实时联动：

    BIM模型与有限元模型相互转换

    有限元分析结果在BIM模型中表达