基于BIM的蝴蝶拱桥健康监测系统设计与应用

摘要

随着科学的进步、经济的发展、相应研究理论的成熟，桥梁结构逐渐向体系特殊化、空间大跨度、功能全、轻柔、美观环保等方向迅速发展，然而桥梁在运营阶段受到材料老化、环境腐蚀以及前期设计施工缺陷等问题影响，随着时间的积累，不可避免的加快桥梁老化程度，从而降低结构的承载能力，削弱桥梁安全性能与使用功能，缩短桥梁服役寿命，同时，还对社会的安全稳定带来不利影响。因此，搭建桥梁健康结构健康监测系统，实时掌握桥梁整体结构与各构件工作状态，高效、快捷的评估桥梁结构安全稳定性，为预防桥梁垮塌事故的发生、减少财产损失、避免人员伤亡，显得十分必要。
　　论文针对国内外特殊结构桥梁健康监测系统和基于BIM的桥梁健康监测系统研究现状调研的基础上，提出了基于BIM的蝴蝶拱桥健康监测系统的研究内容，拟定了系统研究技术路线。结合蝴蝶拱桥主要构件受力特点确定系统监测项目，并以监测项目为目标分析并提出系统的功能需求、性能需求，进一步对系统总体框架以及数据采集与传输、数据处理与控制、数据管理与数据库、数据分析与健康评价、用户界面显示五个功能模块子系统进行设计研究;探讨了视频监控系统与超限监测数据联动的意义，提出视频与超限事件联动的功能要求，通过对前端联动与中心联动两种机制的优缺点比较，选择适用于桥梁健康监测系统的联动机制;研究了适用于桥梁健康监测系统的BIM平台，通过“骨架+模版”的方法，采用CATIA软件建立蝴蝶拱桥BIM模型并嵌入至健康监测系统WEB端;通过简化模型属性、压缩模型数据量、降低模型分辨率等手段对Web环境下的BIM模型进行轻量化处理;在依托工程中，利用本文研究成果，结合业主方资金情况、系统具体使用需求，对成都市某蝴蝶拱桥的健康监测系统进行针对性设计，系统具有操作方便、实用性强等优点，该系统自2016年通过验收后，已正常运行近2年。

目录

声明

致谢

摘要

1 结论

1．1 本课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容和技术路线

2 蝴蝶拱桥健康监测系统需求分析

2．1 监测项目需求分析

2．2 系统功能需求分析

2．3 系统性能需求分析

2．4 本章小结

3 蝴蝶拱桥健康监测系统设计及BIM技术在系统中的应用研究

3．1 系统总体构架设计

3．2 BIM技术在本监测系统中的应用

3．3 本章小结

4 工程应用

4．2 依托工程健康监测系统实施方案

4．3 监测项目与测点布置

4．4 系统预警限值

4．5 系统界面功能

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历及科研成果清单

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