一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺

摘要

本发明公开了一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺，该施工工艺包括以下步骤：运用BIM技术与数字化地形图的结合，在数字地形图上进行梁场规划；对梁场的地基进行加固，并在梁场地基上设置箱梁支墩；形成预制箱梁；对预制箱梁进行养护，养护完成后进行存放；通过运料车将预制箱梁运输至架桥区，并将所述预制箱梁施工安全保护装置运输至运料车两侧；架桥机上的卷扬车在吊升预制箱梁的过程中，所述预制箱梁施工安全保护装置提供安全保护；通过架桥机完成预制箱梁的施工。本发明可以在预制箱梁提升且突然遇到大风天气时，使得预制箱梁保持一定的稳定性，进而避免出现施工安全事故。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁建设技术领域，具体来说，涉及一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺。

背景技术

随着高铁建设规模的扩大，建设速度加快，市场越来越开放，竞争也越来越激烈。预应力简支箱梁是高速铁路不可或缺的部件之一，其质量的优劣直接关系到桥梁的使用寿命，因此重视预制箱梁施工管理，研究预制箱梁施工控制措施已成为行业都在积极探索和研究的方向。

专利号201811287053.0公开了预制箱梁的施工方法，在施工过程中，将两个匹配预制块和一个墩顶预制块放置到墩顶上方后，从浇筑孔处向浇筑腔中浇筑混凝土，从而令三者固定连接，其改善了墩顶处的混凝土出现裂缝的情况，降低了营养成本。

专利号201610003444.X公开了一种架桥机及该架桥机的架设方法，采用在振梁侧面喂梁的架梁工艺，桥墩之间的场地无需清空、硬化、平整，施工现场空间只要能够通过运梁车运梁行走即可，无需满足大型汽车吊机或履带吊机吊梁施工所需的宽大的施工场地。

预制箱梁在通过架桥机进行施工的过程中，预制箱梁通过运梁车运输至架桥机下，且需要通过架桥机上的卷扬车将预制箱梁提升，但是预制箱梁提升的过程中很怕遇到大风天气，这种情况下容易造成施工安全事故。现有的预制箱梁施工方法没有针对突然起大风时的应对措施。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺，采用预制箱梁施工安全保护装置实现对高速铁路预制箱梁施工过程中的安全保护，所述预制箱梁施工安全保护装置由移动架机构、架体固定机构及缓冲限位机构构成，该施工工艺包括以下步骤：

S1、运用无人机获取梁场地形的数字化地形图，并运用BIM技术与数字化地形图的结合，在数字地形图上进行梁场规划；

S2、对梁场的地基进行加固，并在梁场地基上设置箱梁支墩；

S3、依次完成对预制箱梁的钢筋笼绑扎、钢筋笼吊装施工、箱梁模板支设及混凝土浇筑施工，并形成预制箱梁；

S4、对预制箱梁进行养护，养护完成后进行存放；

S5、通过运料车将预制箱梁运输至架桥区，并将所述预制箱梁施工安全保护装置运输至运料车两侧；

S6、架桥机上的卷扬车在吊升预制箱梁的过程中，所述预制箱梁施工安全保护装置提供安全保护；

S7、通过架桥机完成预制箱梁的施工。

进一步的，为了能够将架体固定机构及缓冲限位机构移动至架桥区，移动架机构包括移动车，移动车的两侧均设置有移动轮组，移动车的两端均对称设置有两个架体固定机构，移动车的顶端一侧设置有若干立柱一，立柱一远离移动车中间位置的侧壁上设置有若干缓冲限位机构；移动车顶端另一侧的中间位置设置有立柱二，立柱二的两侧均设置有立柱三，立柱三远离立柱二的一侧均设置有立柱四，立柱二、立柱三及立柱四的顶端均设置有扶手，且扶手为T型结构。

进一步的，为了能够让架桥区施工的工作人员方便的通过移动车，进而在架桥区狭窄的空间内能够通过人员，不会影响到正常的施工，且各个脚踏板由低到高再又高到底，同时脚踏板可以收折，使得移动车内上方留出巨大的空间，该空间可用于储存工作人员的工作用品，立柱二、立柱三及立柱四的顶部靠近立柱一的侧壁上均开设有放置槽；立柱一靠近放置槽的侧壁上连接有固定块一，固定块一内设置有开口槽，开口槽的内部设置有转轴，转轴与脚踏板的一端连接，脚踏板的另一端位于相邻的放置槽内。

进一步的，为了使脚踏板不会轻易的收折，进而可保证脚踏板使用时的安全性，立柱二、立柱三及立柱四的侧壁上且位于放置槽的上方均设置有U型架，U型架的中间位置设置有两个圆杆，两个圆杆的外侧设置有方形环，且方形环的底端延伸至脚踏板的侧边。

进一步的，为了能够在移动车停止的时候，通过与地面进行挤压，产生较大的摩擦力，进而防止移动车横向移动，提高了预制箱梁施工安全保护装置的稳定性及安全性，同时使得缓冲限位机构能够更加出色的完成预制箱梁的限位工作，架体固定机构包括设置在移动车两端的保护壳体，保护壳体的一端设置有壳盖，保护壳体的内部侧壁上设置有方形块，方形块的中间位置且竖直方向开设有滑槽一，方形块的侧壁中上部连接有横向安装块，横向安装块远离方形块的一端设置有竖向安装块；竖向安装块的底端中部开设有避位槽一，避位槽一的底端设置有连接轴一，连接轴一与转动安装块连接，转动安装块的侧壁上设置有电缸；横向安装块的底端中部设置有连接轴二，连接轴二与转动板一的顶端连接，转动板一的底端开设有避位槽二，避位槽二的底端设置有连接轴三，连接轴三的中部与电缸的输出轴连接；转动板一的下方设置有转动板二，转动板二的顶端设置有避位槽三，且转动板二的顶端与连接轴三的两端连接；滑槽一的内部设置有滑块一，滑块一的顶端与转动板二的底端连接，且滑块一的底端贯穿保护壳体的底端并延伸至该保护壳体的下方；方形块的底端且位于滑槽一的两侧均设置有挡板，挡板靠近方形块中间位置的一侧均延伸至滑块一的侧边。

进一步的，为了能够提高支撑板的防滑能力，滑块一的底端设置有支撑板，且支撑板的底端设置有若干防滑条。

进一步的，为了在预制箱梁提升时，在预制箱梁的侧边限制预先箱梁发生滑动，进而在突遇大风时，可有效的防止预制箱梁发生晃动，给予现场施工人员进行调整的时间，进而可以避免施工事故的发生，且缓冲能力强，适应力强。同时在正常状况下，不会影响到预制箱梁的正常吊升，缓冲限位机构包括设置在立柱一远离移动车中间位置的侧壁上的固定块二，固定块二的内部横向设置有若干方形槽，方形槽的两侧设置有滑槽二，方形槽内设置有移动块，移动块的两侧均设置有与滑槽二相配合的滑块二，移动块远离方形槽内部的一端设置有牛眼轴承，且牛眼轴承与移动块螺纹连接；方形槽的内壁设置有磁铁一，移动块靠近磁铁一的一端设置有磁铁二；磁铁一的上下两端且位于方形槽的内壁上均设置有弹簧柱一，移动块靠近弹簧柱一的一端设置有弹簧柱二，弹簧柱一的外侧套设有缓冲弹簧，且缓冲弹簧的一端延伸至弹簧柱二。

进一步的，为了能够将固定块二与立柱一连接固定，固定块二靠近立柱一的一端两侧均设置有连接板，连接板通过螺栓与立柱一连接。

本发明的有益效果为：

(1)本发明可以在预制箱梁提升且突然遇到大风天气时，使得预制箱梁保持一定的稳定性，进而避免出现施工安全事故。

(2)通过设置移动架机构，从而能够将架体固定机构及缓冲限位机构移动至架桥区，能够让架桥区施工的工作人员方便的通过移动车，进而在架桥区狭窄的空间内能够通过人员，不会影响到正常的施工，且各个脚踏板由低到高再又高到底，同时脚踏板可以收折，使得移动车内上方留出巨大的空间，该空间可用于储存工作人员的工作用品，同时脚踏板不会轻易的收折，进而可保证脚踏板使用时的安全性。

(3)通过设置架体固定机构，从而能够在移动车停止的时候，通过与地面进行挤压，产生较大的摩擦力，进而防止移动车横向移动，提高了预制箱梁施工安全保护装置的稳定性及安全性，同时使得缓冲限位机构能够更加出色的完成预制箱梁的限位工作。

(4)通过设置缓冲限位机构，从而在预制箱梁提升时，在预制箱梁的侧边限制预先箱梁发生滑动，进而在突遇大风时，可有效的防止预制箱梁发生晃动，给予现场施工人员进行调整的时间，进而可以避免施工事故的发生，且缓冲能力强，适应力强。同时在正常状况下，不会影响到预制箱梁的正常吊升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中预制箱梁施工安全保护装置的立体结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中移动架机构的局部示意图；

图4是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中固定块一的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中预制箱梁施工安全保护装置的另一角度的立体结构示意图

图6是图5中B处的局部放大图；

图7是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中缓冲限位机构的立体结构示意图；

图8是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中缓冲限位机构的局部剖视图；

图9是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺中架体固定机构的内部结构示意图；

图10是根据本发明实施例的一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺架体固定机构的另一角度的内部结构示意图

图11是图10中C处的局部放大图。

图中：

1、移动架机构；101、移动车；102、移动轮组；103、立柱一；104、立柱二；105、立柱三；106、立柱四；107、扶手；108、放置槽；109、固定块一；110、开口槽；111、转轴；112、脚踏板；113、U型架；114、圆杆；115、方形环；2、架体固定机构；201、保护壳体；202、壳盖；203、方形块；204、滑槽一；205、横向安装块；206、竖向安装块；207、避位槽一；208、连接轴一；209、转动安装块；210、电缸；211、连接轴二；212、转动板一；213、避位槽二；214、连接轴三；215、转动板二；216、避位槽三；217、滑块一；218、挡板；219、支撑板；220、防滑条；3、缓冲限位机构；301、固定块二；302、方形槽；303、滑槽二；304、移动块；305、滑块二；306、牛眼轴承；307、磁铁一；308、磁铁二；309、弹簧柱一；310、弹簧柱二；311、缓冲弹簧；312、连接板；313、螺栓。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1及5所示，根据本发明实施例的基于BIM技术的高速铁路预制箱梁智能化技术施工工艺，采用预制箱梁施工安全保护装置实现对高速铁路预制箱梁施工过程中的安全保护，所述预制箱梁施工安全保护装置由移动架机构1、架体固定机构2及缓冲限位机构3构成，该施工工艺包括以下步骤：

S1、运用无人机获取梁场地形的数字化地形图，并运用BIM技术与数字化地形图的结合，在数字地形图上进行梁场规划；

S2、对梁场的地基进行加固，并在梁场地基上设置箱梁支墩；

S3、依次完成对预制箱梁的钢筋笼绑扎、钢筋笼吊装施工、箱梁模板支设及混凝土浇筑施工，并形成预制箱梁；

S4、对预制箱梁进行养护，养护完成后进行存放；

S5、通过运料车将预制箱梁运输至架桥区，并将所述预制箱梁施工安全保护装置运输至运料车两侧；

S6、架桥机上的卷扬车在吊升预制箱梁的过程中，所述预制箱梁施工安全保护装置提供安全保护；

S7、通过架桥机完成预制箱梁的施工。

如图1-5所示，在一个实施例中，对于上述移动架机构1来说，移动架机构1包括移动车101，移动车101的两侧均设置有移动轮组102，移动车101的两端均对称设置有两个架体固定机构2，移动车101的顶端一侧设置有若干立柱一103，立柱一103远离移动车101中间位置的侧壁上设置有若干缓冲限位机构3；移动车101顶端另一侧的中间位置设置有立柱二104，立柱二104的两侧均设置有立柱三105，立柱三105远离立柱二104的一侧均设置有立柱四106，立柱二104、立柱三105及立柱四106的顶端均设置有扶手107，且扶手107为T型结构；立柱二104、立柱三105及立柱四106的顶部靠近立柱一103的侧壁上均开设有放置槽108；立柱一103靠近放置槽108的侧壁上连接有固定块一109，固定块一109内设置有开口槽110，开口槽110的内部设置有转轴111，转轴111与脚踏板112的一端连接，脚踏板112的另一端位于相邻的放置槽108内；立柱二104、立柱三105及立柱四106的侧壁上且位于放置槽108的上方均设置有U型架113，U型架113的中间位置设置有两个圆杆114，两个圆杆114的外侧设置有方形环115(此外，在实际应用时，方形环115可设计成圆形环结构)，且方形环115的底端延伸至脚踏板112的侧边，从而能够将架体固定机构2及缓冲限位机构3移动至架桥区，能够让架桥区施工的工作人员方便的通过移动车，进而在架桥区狭窄的空间内能够通过人员，不会影响到正常的施工，且各个脚踏板112由低到高再又高到底，同时脚踏板112可以收折，使得移动车101内上方留出巨大的空间，该空间可用于储存工作人员的工作用品。

移动架机构1使用时的工作原理为：在需要进入移动车101内部时，将各个脚踏板112收折。脚踏板112收折时，将方形环115向上拉起，此时将脚踏板112远离转轴111的一端从放置槽108内转出并转动到立柱一103处。此时移动车101的内部即可进入。

如图9-11所示，在一个实施例中，对于上述架体固定机构2来说，架体固定机构2包括设置在移动车101两端的保护壳体201，保护壳体201的一端设置有壳盖202，保护壳体201的内部侧壁上设置有方形块203，方形块203的中间位置且竖直方向开设有滑槽一204，方形块203的侧壁中上部连接有横向安装块205，横向安装块205远离方形块203的一端设置有竖向安装块206；竖向安装块206的底端中部开设有避位槽一207，避位槽一207的底端设置有连接轴一208，连接轴一208与转动安装块209连接，转动安装块209的侧壁上设置有电缸210；横向安装块205的底端中部设置有连接轴二211，连接轴二211与转动板一212的顶端连接，转动板一212的底端开设有避位槽二213，避位槽二213的底端设置有连接轴三214，连接轴三214的中部与电缸210的输出轴连接；转动板一212的下方设置有转动板二215，转动板二215的顶端设置有避位槽三216，且转动板二215的顶端与连接轴三214的两端连接；滑槽一204的内部设置有滑块一217，滑块一217的顶端与转动板二215的底端连接，且滑块一217的底端贯穿保护壳体201的底端并延伸至该保护壳体201的下方；方形块203的底端且位于滑槽一204的两侧均设置有挡板218(此外，在具体应用时，挡板218通过平头螺栓与方形块203连接)，挡板218靠近方形块203中间位置的一侧均延伸至滑块一217的侧边；滑块一217的底端设置有支撑板219，且支撑板219的底端设置有若干防滑条220，从而能够在移动车101停止的时候，通过与地面进行挤压，产生较大的摩擦力，进而防止移动车101横向移动，提高了预制箱梁施工安全保护装置的稳定性及安全性，同时使得缓冲限位机构3能够更加出色的完成预制箱梁的限位工作。

架体固定机构2的工作原理为：电缸210带动转动板一212转动，与此同时转动板二215同样发生转动，从而使得转动板一212顶端至转动板二215底端之间的距离增长，进而使得滑块一217及支撑板219下降，支撑板219及其底端的防滑条与地面挤压，且通过转动板一212、转动板二215及电缸210的配合使用下，支撑板219的承载力大。

如图6-8所示，在一个实施例中，对于上述缓冲限位机构3来说，缓冲限位机构3包括设置在立柱一103远离移动车101中间位置的侧壁上的固定块二301，固定块二301的内部横向设置有若干方形槽302，方形槽302的两侧设置有滑槽二303，方形槽302内设置有移动块304，移动块304的两侧均设置有与滑槽二303相配合的滑块二305，移动块304远离方形槽302内部的一端设置有牛眼轴承306，且牛眼轴承306与移动块304螺纹连接；方形槽302的内壁设置有磁铁一307，移动块304靠近磁铁一307的一端设置有磁铁二308；磁铁一307的上下两端且位于方形槽302的内壁上均设置有弹簧柱一309，移动块304靠近弹簧柱一309的一端设置有弹簧柱二310，弹簧柱一309的外侧套设有缓冲弹簧311(此外，在具体应用时，上述缓冲弹簧311采用压缩弹簧)，且缓冲弹簧311的一端延伸至弹簧柱二310；固定块二301靠近立柱一103的一端两侧均设置有连接板312，连接板312通过螺栓313与立柱一103连接，从而在预制箱梁提升时，在预制箱梁的侧边限制预先箱梁发生滑动，进而在突遇大风时，可有效的防止预制箱梁发生晃动，给予现场施工人员进行调整的时间，进而可以避免施工事故的发生，且缓冲能力强，适应力强。同时在正常状况下，不会影响到预制箱梁的正常吊升。

缓冲限位机构3的工作原理为：预制箱梁上升时，其两侧的牛眼轴承306不会影响到预制箱梁的正常上升，且通过磁铁一307与磁铁二308的配合使用以及缓冲弹簧311，起到了缓冲保护的作用。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，将移动车101移动至架桥区的预制箱梁侧边，并启动电缸210，电缸210带动转动板一212转动，与此同时转动板二215同样发生转动，从而使得转动板一212顶端至转动板二215底端之间的距离增长，进而使得滑块一217及支撑板219下降，支撑板219及其底端的防滑条与地面挤压，且通过转动板一212、转动板二215及电缸210的配合使用下，支撑板219的承载力大。移动车101移动时，需要将支撑板219上升，此时上述运动相反即可。预制箱梁上升时，其两侧的牛眼轴承306不会影响到预制箱梁的正常上升，且通过磁铁一307与磁铁二308的配合使用以及缓冲弹簧311，起到了缓冲保护的作用。

在架桥区，工作人员可通过脚踏板112通过移动车，移动车101的内部可存放工作用的物品。需要进入移动车101内部时，将各个脚踏板112收折。脚踏板112收折时，将方形环115向上拉起，此时将脚踏板112远离转轴111的一端从放置槽108内转出并转动到立柱一103处。此时移动车101的顶端中间位置即可进入。

综上所述，本发明可以在预制箱梁提升且突然遇到大风天气时，使得预制箱梁保持一定的稳定性，进而避免出现施工安全事故。通过设置移动架机构1，从而能够将架体固定机构2及缓冲限位机构3移动至架桥区，能够让架桥区施工的工作人员方便的通过移动车101，进而在架桥区狭窄的空间内能够通过人员，不会影响到正常的施工，且各个脚踏板112由低到高再又高到底，同时脚踏板112可以收折，使得移动车101内上方留出巨大的空间，该空间可用于储存工作人员的工作用品，同时脚踏板112不会轻易的收折，进而可保证脚踏板112使用时的安全性。通过设置架体固定机构2，从而能够在移动车101停止的时候，通过与地面进行挤压，产生较大的摩擦力，进而防止移动车101横向移动，提高了预制箱梁施工安全保护装置的稳定性及安全性，同时使得缓冲限位机构3能够更加出色的完成预制箱梁的限位工作。通过设置缓冲限位机构3，从而在预制箱梁提升时，在预制箱梁的侧边限制预先箱梁发生滑动，进而在突遇大风时，可有效的防止预制箱梁发生晃动，给予现场施工人员进行调整的时间，进而可以避免施工事故的发生，且缓冲能力强，适应力强。同时在正常状况下，不会影响到预制箱梁的正常吊升。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。