關于BIM技術在橋梁施工監控中的應用研究

戴博

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

關鍵詞：BIM技術;橋梁施工監控;ASP.NET開發;SQL Server

1? 引言

從現階段發展而言，通過應用BIM模型的方式，能夠直觀地把握實際施工過程中監控的動態，從而使得工程工作更具協調性，進而促使監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，而引橋則是高度預應力混凝土梁橋，實際寬度在40m～52m之間。而主橋本身為墩、塔、梁為核心的固結體系，內部全部都是鋼結構。由于結構十分復雜，受力情況極為特殊，因此會受到多方面因素的影響，導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? 施工監控的主要方案

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

3.1? 幾何監測

通常來說，幾何監測又能分成兩個部分，分別是主梁標高監測以及主塔偏位監測。標高的監測方式是依靠幾何水準的方式，對當前實際施工的每一個節段的具體標高進行監測。而對于偏位監測，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全部都依靠拉索進行重量承擔。當外部條件發生變化的時候，主塔都會出現一定程度的變形。

3.2? 應力監測

應力監測一般以主梁應力監測以及主塔應力監測為主。主梁應力測試面有兩種，其一是受力相對較差的一面，其二則是應力偏高的一面。在進行主塔應力監測的時候，需要結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。為了確保后期監測工作能夠順利進行，同時其精度也能滿足需求，通常需要選擇一些具有較強穩定性以及精度的振限式砼，以此可以為應力測試提供幫助。

3.3? 索力監測

對于索力監測來說，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行采集。本次獲取的實際內容能搞對拉索進行標定，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中監控方案的實現方法

4.1? 主要監控點

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

其一是在主梁內部的四個斷面位置，在每一個斷面位置設置12個測試點。這其中，上方的點數為6個，下方的點數同樣為6個[2]。

其二是在主塔內部的四個斷面位置，在每一個斷面中設置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置一個標高監控點。

其四是在主塔的頂部位置，單獨設置1個監控點。

其五則是內部每一根拉索都能夠當做是索力監控點。

4.2? 模型轉換

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

依靠Forge平臺，在進行BIM模型轉換的時候，需要利用WebGL技術，促使其可以直接在網頁中完成顯示工作。WebGL本身便可以算作是一種JavaScript API，所以在轉換工作結束之后，同樣可以在BIM模型中應用JavaScript，以此為基礎完成網頁顯示編程的工作內容，促使開發工作可以更好地展開。

5? BIM+Web監控系統的實現方法

5.1? 系統開發的主要目標

對于系統的設計目標來說，主要是依靠BIM技術以及互聯網技術，以此可以開發出全新的管理系統，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，目標主要分為4個部分。

其一是在Web中進行BIM模型展示，所以人們都能夠依靠應用Web的方式，對當前的模型進行查看，并通過合理操作的方式，獲得具體監控信息內容，從而使得所有數據資料變得更具可視化特點[3]。

其二是針對數據內容展開一體化管理，一般主要包括三個方面，分別是測點數據、監控數據以及預警數據。

其三是以監控數據內容為基礎，創設全新的數據庫。主要包括應力監控信息、幾何監控信息以及索力監控信息。

其四是十分易于查詢和統計，基于各個測試點中得到的各類監控數據，以此完成監控工作。

5.2? 監控系統框架設計

對于管理系統本身，為了保證數據內容可以和表達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。因此需要基于模型本身，創設相關程序框架，以此可以有效提升開發效率，從而使其穩定性和安全性得到增加。而在體系結構的選擇方面，其主要是B/S結構，一共分為三部分，分別是瀏覽器層、Web服務器層以及數據服務器層。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? 監控系統數據庫設計

對于監控系統的數據庫本身而言，其身份驗證和業務之間必須分離，因此便需要以此為基礎展開設計。

其一是身份驗證數據庫，該模型包括的內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行描述。

其二是業務數據庫，主要基于監控管理系統本身，以此對其原有功能進行設置。一般來說，主要包括信息實體、監控實體、位移實體以及索力監控實體等。信息實體主要是以測試點為核心的基礎信息內容，主要包括測試點ID、監控類別、測點編號以及測點描述等基礎內容。監控實體主要負責完成監控的基本工作，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值等。位移實體主要復雜對主塔本身位移的實際情況展開監控，一般包含塔頂的測試部分、測試日期、對于理論數值以及實際測試值等。而索力監控實體主要復雜索力本身的監控，一般包括拉索的具體編號、拉索的理論內容、合理誤差以及拉索實測數值等[4]。

5.4? 監控系統開發

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

為了對監控系統展開測試，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、mac系統、ios系統以及Android系統中展開測試。最終獲取的數據內容，其本身所有功能均運行良好。最后再通過應用IE15以及Chrome瀏覽器展開測試，同樣發現結果數據沒有任何異常。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，系統的運行效果十分良好[5]。

6? 結束語

綜上所述，早期監控系統存在多方面缺陷，使得監控工作的開展受到影響。而通過BIM模型的方式，將數據內容全部輸入其中，以此可以更好地進行觀察和了解，并發揮其所有功能。

參考文獻：

[1] 劉智敏，王英，孫靜，etal.BIM技術在橋梁工程設計階段的應用研究[J].北京交通大學學報，2015（6）：80～84.

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

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

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

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