关于BIM技术在桥梁施工监控中的应用研究

戴博

摘    要：伴随我国经济水平和科技水平的高速发展，桥梁工程开始成为了全社会所关注的主要对象之一。对于当前开发桥监控工作来说，其需要使用的数据资料有很多，时间跨度非常长，同时也有着共享难度偏高的问题。为此，可以通过创设BIM模型的方式，促使工作人员将所有信息资料整合于系统之中，进而提升监控效果。本篇文章将阐述工程的基本概况，探讨施工监控的主要方案，分析BIM中监控方案的实现方法，并对于BIM+Web监控系统的实现方法方面提出一些合理的见解。

关键词：BIM技术;桥梁施工监控;ASP.NET开发;SQL Server

1  引言

从现阶段发展而言，通过应用BIM模型的方式，能够直观地把握实际施工过程中监控的动态，从而使得工程工作更具协调性，进而促使监控工作的效率大幅度提升。

2  工程的基本概况

本次选用的案例工程桥梁全长为669m，整体桥型属于独塔单索面不对称斜桥，实际宽度为41m，而引桥则是高度预应力混凝土梁桥，实际宽度在40m～52m之间。而主桥本身为墩、塔、梁为核心的固结体系，内部全部都是钢结构。由于结构十分复杂，受力情况极为特殊，因此会受到多方面因素的影响，导致施工控制难度较高。不仅如此，箱梁宽度和宽跨同样非常大，每一个节段的自重都很高，因此使得其线性控制工作有着非常高的难度[1]。

3  施工监控的主要方案

基于本次案例选用的桥梁，把握其本身结构的受力情况以及施工工作的基本特点。在实际监控的时候，主要可以从三个方面展开，分别是几何监测、应力监测以及索力监测，下面将详细展开说明。

3.1  几何监测

通常来说，几何监测又能分成两个部分，分别是主梁标高监测以及主塔偏位监测。标高的监测方式是依靠几何水准的方式，对当前实际施工的每一个节段的具体标高进行监测。而对于偏位监测，则其主要以顺桥向变位值测量为主，具体施工以及程桥状态全部都依靠拉索进行重量承担。当外部条件发生变化的时候，主塔都会出现一定程度的变形。

3.2  应力监测

应力监测一般以主梁应力监测以及主塔应力监测为主。主梁应力测试面有两种，其一是受力相对较差的一面，其二则是应力偏高的一面。在进行主塔应力监测的时候，需要结合具体测点的布置位置，选择在下塔柱以及中塔柱的位置展开测试。为了确保后期监测工作能够顺利进行，同时其精度也能满足需求，通常需要选择一些具有较强稳定性以及精度的振限式砼，以此可以为应力测试提供帮助。

3.3  索力监测

对于索力监测来说，其基本上主要是针对单根索力展开测试，将千斤顶和振动频率结合在一起。并通过千斤顶油压表展开控制，并对获取的振动频率进行采集。本次获取的实际内容能搞对拉索进行标定，以此完成索长计算。同时还要基于索长本身，对索力值展开全面测试。

4  BIM中监控方案的实现方法

4.1  主要监控点

由于BIM技术本身具有可视化以及参数化特点，因此可以将其全部置于BIM的模型之中，具体点位如下内容所示。

其一是在主梁内部的四个断面位置，在每一个断面位置设置12个测试点。这其中，上方的点数为6个，下方的点数同样为6个[2]。

其二是在主塔内部的四个断面位置，在每一个断面中设置4个测试点。这其中，东边位置是2个，而下边位置则也是2个。

其三是在每一段主梁为主中单独设置一个标高监控点。

其四是在主塔的顶部位置，单独设置1个监控点。

其五则是内部每一根拉索都能够当做是索力监控点。

4.2  模型转换

在早期完成BIM模型建立之后，通过应用Revit软件，以此展开浏览和查看工作，从而对BIM模型的实际应用带来了一定程度的限制。所以，必修改进应用的平台，将其更换为Forge平台。如此便能将其转化为能够直接在网络中进行浏览的BIM模型，促使观察工作变得更为简单。

依靠Forge平台，在进行BIM模型转换的时候，需要利用WebGL技术，促使其可以直接在网页中完成显示工作。WebGL本身便可以算作是一种JavaScript API，所以在转换工作结束之后，同样可以在BIM模型中应用JavaScript，以此为基础完成网页显示编程的工作内容，促使开发工作可以更好地展开。

5  BIM+Web监控系统的实现方法

5.1  系统开发的主要目标

对于系统的设计目标来说，主要是依靠BIM技术以及互联网技术，以此可以开发出全新的管理系统，促使其更具完善性、便利性以及安全性。如此便能够大幅度提升监控工作的实际效率，促使施工项目可以顺利展开。一般而言，目标主要分为4个部分。

其一是在Web中进行BIM模型展示，所以人们都能够依靠应用Web的方式，对当前的模型进行查看，并通过合理操作的方式，获得具体监控信息内容，从而使得所有数据资料变得更具可视化特点[3]。

其二是针对数据内容展开一体化管理，一般主要包括三个方面，分别是测点数据、监控数据以及预警数据。

其三是以监控数据内容为基础，创设全新的数据库。主要包括应力监控信息、几何监控信息以及索力监控信息。

其四是十分易于查询和统计，基于各个测试点中得到的各类监控数据，以此完成监控工作。

5.2  监控系统框架设计

对于管理系统本身，为了保证数据内容可以和表达层本身完全分离开来，促使其通用性价值以及友好性价值得到展现。因此需要基于模型本身，创设相关程序框架，以此可以有效提升开发效率，从而使其稳定性和安全性得到增加。而在体系结构的选择方面，其主要是B/S結构，一共分为三部分，分别是浏览器层、Web服务器层以及数据服务器层。不需要安装任何软件，仅仅只需要依靠浏览器的方式便能够完成所有显示工作以及实际操作。

5.3  监控系统数据库设计

对于监控系统的数据库本身而言，其身份验证和业务之间必须分离，因此便需要以此为基础展开设计。

其一是身份验证数据库，该模型包括的内容主要是用户自身的实体以及角色本身的实体。这其中，用户自身的实体主要对个人用户的实体信息进行描述，而角色本身的实体则主要对个人用户的角色信息进行描述。

其二是业务数据库，主要基于监控管理系统本身，以此对其原有功能进行设置。一般来说，主要包括信息实体、监控实体、位移实体以及索力监控实体等。信息实体主要是以测试点为核心的基础信息内容，主要包括测试点ID、监控类别、测点编号以及测点描述等基础内容。监控实体主要负责完成监控的基本工作，包括截面位置的信息、实际位置信息、测点位置信息以及测试点数值等。位移实体主要复杂对主塔本身位移的实际情况展开监控，一般包含塔顶的测试部分、测试日期、对于理论数值以及实际测试值等。而索力监控实体主要复杂索力本身的监控，一般包括拉索的具体编号、拉索的理论内容、合理误差以及拉索实测数值等[4]。

5.4  监控系统开发

对于监控系统来说，其最为常用的开发工具便是Mircosoft Visual Studio 2016 +SQL Server 2015。而在开发语言方面，其主要采用的是ASP.NET 4.7+C#，而选用的浏览器则是Google Chrome。

为了对监控系统展开测试，聊及其在不同平台以及不同浏览器哦中的具体运行效果，同时还要在生活中十分常见的Windos系统、mac系统、ios系统以及Android系统中展开测试。最终获取的数据内容，其本身所有功能均运行良好。最后再通过应用IE15以及Chrome浏览器展开测试，同样发现结果数据没有任何异常。除此之外，即便选用的分辨率存在差异，整个页面同样十分清晰，且没有任何缺陷，系统的运行效果十分良好[5]。

6  结束语

综上所述，早期监控系统存在多方面缺陷，使得监控工作的开展受到影响。而通过BIM模型的方式，将数据内容全部输入其中，以此可以更好地进行观察和了解，并发挥其所有功能。

参考文献：

[1] 刘智敏，王英，孙静，etal.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].北京交通大学学报，2015（6）：80～84.

[2] 高晶晶，高晶晶，邹俊桢，etal.BIM技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技，2016（1）：57～61.

[3] 张海华，刘宏刚，甘一鸣.基于BIM技术的桥梁可视化施工应用研究[J].公路，2016（9）：155～161.

[4] 曹旭光，杨伟名.BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究[J].四川水泥，2016（4）：85.

[5] 赵靖.BIM技術在桥梁施工中的应用[J].工程技术（引文版），2016（22）：106.