[发明专利]一种桥梁施工全过程控制及可视化预警系统

说明书

本发明公开了一种桥梁施工全过程控制及可视化预警系统，通过采集有限元软件的计算数据，可将其应用于采用悬臂施工法的各类桥梁结构的全过程施工监控，包括桥梁节段位移、应力、斜拉索索力、墩塔轴线偏位、墩塔应力等各方面桥梁结构施工监控。系统可自动测量、采集和整理各类桥梁节段的位移、应力实测结果，并通过与Midascivil、桥梁博士等有限元计算软件的接入，采集得到桥梁结构关键的信息数据，通过内置的数据处理分析功能对采集到的实测、理论计算数据进行分析，分析得到的数据结果一方面可通过可视化与预警模块进行实时播报以及发布应力、位移预警信息，另一方面可通过标准化输出模块以定制化、统一化的形式输出梁段立模标高指令表以及各类施工监控文本文件。

技术领域

本发明涉及桥梁的施工控制相关领域，具体来讲是一种桥梁施工全过程控制及可视化预警系统。

背景技术

悬臂浇筑法为桥梁结构特别是大跨度桥梁结构常用的施工方法，在悬臂浇筑法中如何确定桥梁各梁段的底板立模标高、分析并控制桥梁梁段的位移和应力为桥梁施工线形、受力控制的关键。目前，主要采用Midascivil、桥梁博士等大型桥梁通用有限元计算软件进行各类桥梁结构的计算分析，但通过有限元软件并不能直接对桥梁施工过程进行控制，需要结合桥梁施工现场实际情况对计算数据进行复杂的分析、处理和校正，在这一分析处理过程中，手工处理的步骤较多不能完全保证监控计算结果的准确性，计算结果也仅限于内容形式不规范统一的文本表格，不能进行可视化操作，也没有系统的预警功能。

桥梁施工控制（也称桥梁施工监控）对于保证桥梁施工过程的安全性以及成桥线形及内力达到设计要求而言十分重要，在桥梁工程的发展史中，有许多的桥梁就是因为在施工过程中出现受力过大或稳定性问题而发生桥梁事故。悬臂浇筑法为桥梁结构特别是大跨度桥梁结构常用的施工方法，桥梁在采用悬臂法施工时其内力和位移都是随着施工过程的进展而不断发生变化的，为保证桥梁结构在施工中的受力安全以及成桥后的达到理想线形和内力，对桥梁进行施工监控是必不可少的。桥梁施工监控主要包括几何（线形）监控、应力监控，具体包括桥梁节段位移监控、应力监控、斜拉索索力监控、墩塔轴线偏位监控、墩塔应力监控等。

现有技术的缺点可以是成本高，效率底，耗时间，输出文件不规范、无可视化功能、无预警功能等类似问题。

桥梁施工监控计算的主要过程包括：步骤1、全桥有限元仿真计算；步骤2、有限元计算数据分析和处理；步骤3、施工全过程的主梁节段位移、应力数据表的建立；步骤4、施工阶段主梁悬浇节段理论与实测位移值对比及修正，挂篮造成的主梁节段弹性变形的计算；步骤5、施工阶段主梁悬浇节段理论与实测应力值对比及修正；步骤6、待悬浇梁段底板立模标高的计算；步骤7、梁段施工监控指令以及施工建议控制措施的编写。

现有技术中，步骤1通常采用大型桥梁通用软件Midascivil或桥梁博士完成，技术已较为成熟；而对于步骤2~7，技术人员通常采用办公软件excel、word等进行完成，然而此方法进行数据的处理和编写主要靠人工完成，由于数据处理分析十分复杂，需要的耗时长且易出错，数据处理的正确性与准确性亦未能得到足够保证；计算结果仅限于文本表格，文本表格的规范性、统一性差；不能进行可视化操作，也没有系统的实时预警功能，不便于建设、施工、监理等各方对施工过程中桥梁结构的受力变形情况进行实时掌控，从而造成桥梁在施工过程中存在潜在风险；传统方法中数据处理和编写的过程不具有普适性，监控计算及必要的实测—理论修正步骤不能在一套统一规范的流程下进行，不便于部门/企业标准化施工管理，不利于形成完整统一地规范性桥梁施工监控文件。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种桥梁施工全过程控制及可视化预警系统；通过采集有限元软件的计算数据，可应用于采用悬臂施工的各类桥梁结构的全过程施工监控，包括桥梁位移、应力结果、斜拉索索力变化情况、墩塔轴线偏位情况、墩塔应力等各方面桥梁施工监控。