[發明專利]基于BIM的橋梁施工應力檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110539615.1
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113295312B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 劉長卿;龐洪賢;王坤;胡卓航;張利民
• 申請（專利權）人: 中鐵北京工程局集團有限公司;中鐵北京工程局集團第五工程有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01K11/3206;G06K17/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 孫華

本發明提供基于BIM的橋梁施工應力監測方法和系統，系統包括無人機、無線通信模塊、控制中心模塊、綜合預警模塊、不同顏色的LED燈；所述無人機上設置有三維激光掃描儀、光纖光柵傳感器和RFID讀卡器；所述三維激光掃描儀用于對所述監測區域內的施工橋梁進行三維點云成像數據采集；所述光纖光柵傳感器用于采集所述監測區域內的施工橋梁每個監測點于不同溫度下的波長偏移、監測開始時監測點的基波長。本發明提供的系統和方法無需在每個監測點都設立應變儀等測量傳感器進行數據監控，且能對被監測橋梁的實時全景進行全方位掌握，溫度對于橋梁施工過程中的水泥裂縫應力改變進行有效的計算統計，然后根據不同級別的警示需求而預警報警。

技術領域

本發明屬于橋梁施工技術領域，具體涉及基于BIM的橋梁施工應力檢測方法和系統。

背景技術

橋梁在經濟發展中起到重要的保障作用，是社會進步的要求，是國家交通基礎設施的咽喉，在整合資源、提高資源的有效配置、拉動國民經濟增長的發展中起到了重要作用。但是，橋梁的安全問題會因為橋梁的各種主客觀因素的影響，而顯現出更多方面的安全問題，對于橋梁中日漸突出的安全問題，加強橋梁的安全評估管理是十分重要的。

在我國的工業生產活動中，大跨徑橋梁建筑在我國具有很好的應用，并且為民用公共建筑提供了便捷，使得與運輸相關的行業(比如物流業、客運、礦物運輸等)都縮短了路程，進一步提高了效率，因此，各省份的市政部門均十分重視大跨徑橋梁的建造，大跨徑橋梁的建造環節中，施工部分最為重要。在大跨徑橋梁的施工環節中，除去人為等客觀因素會影響橋梁建筑的質量，還有不確定性未知因素，比如溫度、風向、外界酸堿度、酸堿度等均對大跨徑橋梁建筑也會有所影響。但是，現有技術中的橋梁施工應力監測系統都是需要在每個監測點設立靜力水準儀、應變儀等測量傳感儀器進行數據監測，且不能對被監測橋梁的實時全景進行全方位掌握，溫度對于橋梁施工過程中的水泥裂縫應力改變也缺乏良好的計算統計方法和不同級別的預警報警功能，因此急需一種橋梁施工應力監測方法和系統。

發明內容

本發明針對上述缺陷，提供一種無需在每個監測點都設立應變儀等測量傳感器進行數據監控，且能對被監測橋梁的實時全景進行全方位掌握，溫度對于橋梁施工過程中的水泥裂縫應力改變進行有效的計算統計，然后根據不同級別的警示需求而預警報警的基于BIM的橋梁施工應力監測方法和系統。

本發明提供如下技術方案：基于BIM的橋梁施工應力監測方法，包括以下步驟：

S1：在施工的橋梁上均勻分布若干個監測點，每個監測點上設置有RFID標簽，無人機上設置的RFID讀卡器識別并閱讀所述每個監測點的RFID標簽后，采用設置于所述無人機上的三維激光掃描儀采集所述每個監測點的橋梁點云圖像信息數據，設置于無人機上的光纖光柵傳感器采集所述每個監測點的不同溫度 T下的波長偏移、監測開始時初始溫度S下的基波長；

S2：無線通信模塊將所述S1步驟采集到的數據傳輸至控制中心模塊內；

S3：所述控制中心模塊內的光纖光柵解調模塊對所述光纖光柵傳感器所采集到的數據信號解調，并輸入至所述控制中心模塊內的統計分析模塊；

S4：所述統計分析模塊統計分析施工橋梁的實時不同溫度下的應力動態變化情況，一旦發現異常，向所述綜合預警模塊發出指令，綜合預警模塊根據指令發出預警信號；

S5：綜合預警模塊將異常數據與預先設置的閾值進行比較，向不同顏色的 LED燈發出亮燈指令，通過發出不同顏色LED燈進行不同預警提示。

進一步地，所述S4步驟中，所述統計分析模塊統計分析施工橋梁的實時不同溫度下的應力動態變化情況通過構建應變力-溫度機械應力變Δε_M計算模型實現，所述Δε_M計算模型公式如下：