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施工员钢管混凝土拱桥施工信息化管理的变革提供了新的思路；三维激光扫描技术的出现,使钢管混凝土拱桥施工可视化控制成为可能,BIM与三维激光扫描技术创新联动形成基于BIM的可视化施工技术。桥梁工程界对于BIM技术的应用研究才刚刚起步,在我国桥梁工业化及信息化的背景下,以钢管混凝土拱桥为例,研究基于BIM的可视化施工技术。

主要研究内容及结论如下:通过梳理BIM的技术特点和发展现状、传统桥梁施工过程中存在的主要问题,将可视化技术与BIM技术应用到桥梁施工中,提出了基于BIM的可视化施工技术。研究了基于BIM可视化技术实现的理论基础,分析了可视化施工实现的核心技术,从桥梁工程本身的特点出发,结合BIM可视化、协调性、模拟性、优化性、信息输出性的特点,搭建了桥梁施工BIM应用框架。通过对可用于桥梁工程的BIM商用软件平台进行调研,选取AutodeskRevit作为核心建模软件,梳理了核心模型建立流程,建立了某钢管混凝土拱桥构建族,利用Civil3D创建了现场地形,终形成一比一的实桥BIM模型。然后,将BIM模型导入到AutodeskNavisworks中,利用其TimeLiner、Animator和scripter模块进行4D施工模拟及施工动画模拟,让施工参与者犹如“身临其境”,改变了施工管理模式,减少了传统施工中存在的问题。

通过对三维激光扫描技术的分析,将该项技术应用于桥梁线形采集中,实现了实桥三维模型与BIM模型的紧密衔接,提出了可视化线形的概念。应用点云处理软件GeomagicControl曲面拟合技术实现主拱圈外观重建,并验证了其精度满足要求。在此基础上,将可视化线形应用于主拱圈线形温度影响因素分析中,形成三维色谱图,达到直观展示主拱圈各个由于受到温度影响而发生的位移的目的。运用有限元分析软件Midas/Civil分析该桥主拱圈受温度影响时位移变化,提取对应截面数据与上述值进行比较,发现仿真分析结果与三维扫描结果获取的现象一致,即进一步验证了可视化线形应用于钢管混凝土拱桥施工控制的可靠性。工程项目在建设的全过程中一直处在多变的自然环境和社会环境之中,容易受到资金、资源、环境等因素的影响,面临着各种各样的矛盾,这些会导致工程不能顺利地完成质量、成本和进度目标,甚至有可能造成重大损失,增加工程项目的风险。