基于BIM的UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋工業(yè)化生產(chǎn)案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u10250基于BIM的UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋工業(yè)化生產(chǎn)案例分析 16991.1UHPC預(yù)制節(jié)段標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)研究 1229121.1.1標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)意義 1322791.1.2預(yù)制節(jié)段生產(chǎn)工藝流程 2156941.2基于BIM+的智能生產(chǎn)技術(shù) 3168031.2.1智能生產(chǎn)意義和價(jià)值 3214851.2.2智能生產(chǎn)實(shí)施路線(xiàn) 4203871.2.3智能生產(chǎn)實(shí)施手段 5213641.3特殊生產(chǎn)環(huán)節(jié)BIM+應(yīng)用 10304841.3.1節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng) 108111.3.2高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng) 15UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋具有結(jié)構(gòu)自重輕，適用環(huán)境廣泛，裝配化施工便捷迅速。但UHPC材料不同于普通混凝土材料，其原材料造價(jià)成本較高，養(yǎng)護(hù)條件苛刻以及生產(chǎn)質(zhì)量要求較高等原因，UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋應(yīng)用推廣較為緩慢。因此本章基于第四章的基礎(chǔ)上，利用UHPC預(yù)制節(jié)段梁BIM模型，并結(jié)合UHPC材料自身特點(diǎn)和箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究UHPC預(yù)制節(jié)段梁生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、智能化的生產(chǎn)方法，從而推進(jìn)UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋在橋梁裝配化施工中的應(yīng)用。1.1UHPC預(yù)制節(jié)段標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)研究1.1.1標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)意義UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁相對(duì)于普通混凝土而言，雖然具有結(jié)構(gòu)自重輕，超高的輕度，韌性以及耐久等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其存在的施工工藝要求苛刻以及產(chǎn)品成本造價(jià)高的問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的處理。解決這兩點(diǎn)主要制約UHPC材料在城鎮(zhèn)裝配式橋梁中的應(yīng)用最為可行的辦法是結(jié)合BIM技術(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；纳a(chǎn)制造。利用BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的智能制造UHPC預(yù)制節(jié)段梁[63]，不僅可以可視化規(guī)范施工工藝流程，優(yōu)化生產(chǎn)步驟，提高生產(chǎn)效率，更能夠通過(guò)加工質(zhì)量的智能管控，獲得質(zhì)量?jī)?yōu)異的UHPC預(yù)制節(jié)段梁。而規(guī)?；闹悄苤圃?，旨在通過(guò)規(guī)模效應(yīng)，得到持續(xù)的經(jīng)驗(yàn)積累，以及對(duì)上游的議價(jià)和下游生產(chǎn)成本的控制，獲得UHPC預(yù)制節(jié)段梁質(zhì)量提升的有利條件，具備與普通混凝土構(gòu)件經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)、富有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。1.1.2預(yù)制節(jié)段生產(chǎn)工藝流程為了進(jìn)行UHPC預(yù)制節(jié)段梁標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造規(guī)?；?yīng)，生產(chǎn)者應(yīng)該依據(jù)UHPC節(jié)段預(yù)制梁的施工工藝流程以及構(gòu)件生產(chǎn)流程的特點(diǎn)，搭建標(biāo)準(zhǔn)化的UHPC預(yù)制節(jié)段梁生產(chǎn)基地[64]，如圖5-1。UHPC預(yù)制節(jié)段因其材料自身特性，生產(chǎn)工藝不僅不同于普通混凝土，更有著更為嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。圖5-1UHPC橋梁構(gòu)件生產(chǎn)基地總體布置UHPC預(yù)制節(jié)段梁的生產(chǎn)工藝主要分為模板與支架安裝、UHPC攪拌、UHPC澆筑和預(yù)制節(jié)段養(yǎng)護(hù)四個(gè)流程，各個(gè)過(guò)程工藝特點(diǎn)和工藝要求見(jiàn)表5-1。表5-1UHPC預(yù)制節(jié)段梁的生產(chǎn)工藝工序模板安裝UHPC攪拌UHPC澆筑預(yù)制節(jié)段養(yǎng)護(hù)工藝特點(diǎn)UHPC最大組分為石英砂，其對(duì)模板嚴(yán)密性要求較高；模板需采用鋼模板，需精細(xì)化模板加工控制，從而保證其尺寸精度以及精確的匹配度攪拌過(guò)程中，需進(jìn)行跳桌流動(dòng)度試驗(yàn)控制其工作性能；采用可靠的降溫手段，控制拌合物攪拌完成后溫度在UHPC攪拌完成后，考慮預(yù)制節(jié)段構(gòu)造、攪拌站拌和能力、運(yùn)輸距離、澆筑時(shí)間等因素，選擇適當(dāng)澆筑位置預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)分為靜置養(yǎng)護(hù)和高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)2個(gè)節(jié)段；UHPC構(gòu)件拆除模板后，先進(jìn)行靜置養(yǎng)護(hù)工作，然后在封閉的養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)進(jìn)行高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝要求UHPC預(yù)制節(jié)段梁板件厚度纖薄，對(duì)模板加工精度及安裝精度要求極高攪拌過(guò)程中，需嚴(yán)格控制其工作性能、溫度、鋼纖維分布情況澆筑過(guò)程需連續(xù)，間隔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，采用附著式振搗器振搗，不宜采用插人式振搗器。靜置養(yǎng)護(hù)需將預(yù)制節(jié)段置于陰涼位置1~2d；高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)按照2d/90°C或3d/80°C的標(biāo)準(zhǔn)。1.2基于BIM+的智能生產(chǎn)技術(shù)1.2.1智能生產(chǎn)意義和價(jià)值UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋做為現(xiàn)代城鎮(zhèn)裝配式橋梁發(fā)展的重要方向，面臨眾多生產(chǎn)管控難題和裝配質(zhì)量管控等問(wèn)題。根據(jù)工程的實(shí)際，目前UHPC節(jié)段預(yù)制梁的生產(chǎn)主要有以下幾個(gè)管控難點(diǎn)：UHPC預(yù)制節(jié)段梁養(yǎng)護(hù)分為靜置養(yǎng)護(hù)和高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)兩個(gè)節(jié)段，養(yǎng)護(hù)溫濕度條件苛刻，且養(yǎng)護(hù)條件對(duì)節(jié)段梁力學(xué)特性影響明顯；UHPC構(gòu)件較普通混凝土構(gòu)件尺寸纖薄，對(duì)加工模板定位安裝質(zhì)量精度要求高；UHPC在攪拌澆筑過(guò)程中時(shí)，對(duì)其工作性能，溫度以及鋼纖維分布情況要嚴(yán)格控制，否則嚴(yán)重影響節(jié)段質(zhì)量等等。信息技術(shù)發(fā)展日新月異，帶來(lái)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈技等現(xiàn)代技術(shù)不斷革新，給智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的現(xiàn)代智能UHPC預(yù)制梁廠(chǎng)的構(gòu)想建設(shè)成為一種可能。BIM技術(shù)作為建筑工程行業(yè)的信息技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)，不僅能夠整合構(gòu)件三維信息模型以及加工工藝和生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)工序相互協(xié)調(diào)的智能化管理技術(shù)，是UHPC預(yù)制節(jié)段梁生產(chǎn)和工序管理的重要支撐。為了提高UHPC預(yù)制節(jié)段梁加工質(zhì)量以及優(yōu)化加工流程，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，利用大數(shù)據(jù)、云技算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等最新信息技術(shù)與預(yù)制橋梁生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)基于BIM技術(shù)的UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋智能生產(chǎn)實(shí)施路線(xiàn)，對(duì)提高節(jié)段生產(chǎn)質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，進(jìn)而達(dá)到智能化的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；疷HPC節(jié)段梁的生產(chǎn)，從而達(dá)到進(jìn)一步的降低UHPC生產(chǎn)成本（見(jiàn)表5-2），推進(jìn)UHPC節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋在橋梁裝配化施工中的應(yīng)用。表5-2基于BIM技術(shù)UHPC預(yù)制梁智慧制造的商業(yè)價(jià)值商業(yè)價(jià)值類(lèi)型潛在的商業(yè)價(jià)值節(jié)段質(zhì)量提UHPC節(jié)段生產(chǎn)總體質(zhì)量，降低不合格率預(yù)測(cè)并快速發(fā)現(xiàn)UHPC節(jié)段質(zhì)量缺陷趨勢(shì)控制UHPC節(jié)段生產(chǎn)質(zhì)量漏洞，判斷容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備成本了解UHPC節(jié)段生產(chǎn)設(shè)備配置，優(yōu)化生產(chǎn)效率運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)化UHPC節(jié)段設(shè)計(jì)，有效提高生產(chǎn)工藝提升UHPC節(jié)段生產(chǎn)設(shè)備性能減少生產(chǎn)操作與流程反復(fù)變化記錄保存與節(jié)段編碼創(chuàng)建UHPC節(jié)段生產(chǎn)的數(shù)字檔案，記錄UHPC節(jié)段生產(chǎn)信息及UHPC節(jié)段編號(hào)，添加UHPC節(jié)段質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以及UHPC節(jié)段生產(chǎn)工藝要求，從而更有效的追蹤UHPC節(jié)段生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題源頭1.2.2智能生產(chǎn)實(shí)施路線(xiàn)UHPC節(jié)段預(yù)制梁廠(chǎng)智能生產(chǎn)以梁廠(chǎng)的智能化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；癁槟繕?biāo)，構(gòu)建思路是以BIM技術(shù)為核心，同時(shí)集成各類(lèi)最新的現(xiàn)代智能化信息技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)需要架構(gòu)集合，系統(tǒng)、應(yīng)用、管理和優(yōu)化為一體，發(fā)揮感知、分析和決策策的綜合智慧能力，形成人、梁場(chǎng)和環(huán)境相互協(xié)調(diào)的綜合智能UHPC節(jié)段生產(chǎn)梁廠(chǎng)。UHPC節(jié)段預(yù)制梁智能制造基本原理[65]-[66]如圖5-2。圖5-2基本原理基于BIM技術(shù)的UHPC節(jié)段預(yù)制梁智能制造，綜合利用BIM技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合UHPC節(jié)段工廠(chǎng)生產(chǎn)的特點(diǎn)，創(chuàng)建以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)平臺(tái)，節(jié)段生產(chǎn)進(jìn)度智能管理模塊、模具支架精度智能控制模塊、UHPC材料澆筑振搗智能管理模塊、節(jié)段質(zhì)量智能檢測(cè)模塊、智能蒸汽養(yǎng)護(hù)模塊和運(yùn)輸存放智能管理模塊等6個(gè)主要UHPC節(jié)段梁生產(chǎn)主要內(nèi)容的子模塊。通過(guò)利用第四章搭建的UHPC預(yù)制節(jié)段梁BIM模型，將UHPC預(yù)制節(jié)段梁生產(chǎn)階段的各種要素，諸如原材料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝和工序要求，通過(guò)數(shù)字化的手段集成在一個(gè)緊密協(xié)作的生產(chǎn)過(guò)程中，并根據(jù)具體的節(jié)段梁生產(chǎn)過(guò)程與規(guī)則自動(dòng)完成不同條件組合下的操作，實(shí)時(shí)智能自動(dòng)化的節(jié)段梁生產(chǎn)。與此同時(shí)，在預(yù)制節(jié)段梁生產(chǎn)的過(guò)程中，記錄生產(chǎn)過(guò)程的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的質(zhì)量?jī)?yōu)化和節(jié)段質(zhì)量溯源提供可靠的依據(jù)。UHPC預(yù)制節(jié)段梁的數(shù)字化智能生產(chǎn)路線(xiàn)的實(shí)施，不僅提高預(yù)制節(jié)段梁的工藝流程，生產(chǎn)效率以及節(jié)段質(zhì)量，帶來(lái)更多的價(jià)值是UHPC預(yù)制節(jié)段梁相對(duì)造價(jià)成本的降低，從而更有利于UHPC節(jié)段預(yù)制梁橋在城鎮(zhèn)裝配式橋梁中的推廣。其基本的實(shí)施路線(xiàn)如圖5-3。圖5-3基于BIM技術(shù)的UHPC標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制節(jié)段梁智能生產(chǎn)實(shí)施路線(xiàn)根據(jù)智能制造的基本原理和基于BIM技術(shù)的UHPC節(jié)段預(yù)制梁智能建造實(shí)施路線(xiàn)的設(shè)計(jì)思路，UHPC節(jié)段預(yù)制梁的智能生產(chǎn)整合了管理學(xué)和信息技術(shù)的手段，將標(biāo)準(zhǔn)化的UHPC預(yù)制梁的生產(chǎn)先進(jìn)的管理思想固化為信息化的管理手段，整個(gè)實(shí)施路線(xiàn)應(yīng)用了BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)技術(shù)等，包含了UHPC預(yù)制節(jié)段梁的所有作業(yè)環(huán)節(jié)，每個(gè)生產(chǎn)崗位，所有生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)全過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知、傳輸、存儲(chǔ)和處理分析，從而滿(mǎn)足UHPC節(jié)段預(yù)制梁的生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制專(zhuān)業(yè)化、信息化、工廠(chǎng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的要求。1.2.3智能生產(chǎn)實(shí)施手段基于BIM技術(shù)的UHPC標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制節(jié)段梁智能生產(chǎn)實(shí)施路線(xiàn)實(shí)施路徑有：信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知與過(guò)程數(shù)據(jù)采集、BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、信息管理分析、智能控制、UHPC預(yù)制節(jié)段梁廠(chǎng)實(shí)體層。1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)感知與過(guò)程數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)感知與過(guò)程數(shù)據(jù)采集是實(shí)施路線(xiàn)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。UHPC預(yù)制節(jié)段梁智能建造需要感知需要信息數(shù)據(jù)內(nèi)容龐大，除了生產(chǎn)進(jìn)度、實(shí)時(shí)工時(shí)、機(jī)械設(shè)備以及人員狀態(tài)等用于優(yōu)化生產(chǎn)流程和進(jìn)度以安生產(chǎn)全風(fēng)險(xiǎn)防控這類(lèi)信息以外，最受關(guān)注的是用于節(jié)段生產(chǎn)制造工藝管理需要感知信息內(nèi)容。UHPC預(yù)制節(jié)段梁的生產(chǎn)質(zhì)量管控信息按大類(lèi)來(lái)分主要包含幾何特征信息和材料力學(xué)信息兩大類(lèi)。幾何特征信息感知主要是應(yīng)用在模具精度控制以及節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)這兩個(gè)生產(chǎn)步驟，而在材料澆筑振搗，構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護(hù)和運(yùn)輸存放生產(chǎn)工藝流程需要感知材料力學(xué)信息和環(huán)境信息。伴隨信息內(nèi)容感知多樣，需要信息感知手段多樣且全面，需要衛(wèi)星定位技術(shù)、傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、zigbee技術(shù)等多樣技術(shù)綜合協(xié)同處理。對(duì)于質(zhì)量管控環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，高精度的傳感器是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。傳感器的分布和傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建以規(guī)范、快速、安全為原則，通過(guò)各類(lèi)高性能的傳感器采集節(jié)段生產(chǎn)各類(lèi)物理信息。信息傳輸?shù)年P(guān)鍵點(diǎn)在于信息的實(shí)時(shí)性和安全性。搭建快速可靠的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)是實(shí)施路線(xiàn)是否能夠順利運(yùn)行的重要一環(huán)。隨著傳感器水平的迅速提升，大量微機(jī)電系統(tǒng)傳感器日趨低成本化和高集成度，高帶寬和低成本的無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)玫狡毡閼?yīng)用。除了蒸汽養(yǎng)護(hù)和澆筑振搗工序會(huì)用到溫度傳感器和濕度傳感器比較傳統(tǒng)的工程傳感器以外，對(duì)于最重要的模具精度控制和節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)等直接控制UHPC預(yù)制節(jié)段質(zhì)量的生產(chǎn)工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，高精度的高性能的以及具備信息共享能力的外形輪廓測(cè)量系統(tǒng)需要被選擇。對(duì)于節(jié)段起吊運(yùn)輸存放以及裝配吊裝過(guò)程中來(lái)說(shuō)，節(jié)段截面的應(yīng)力狀態(tài)也值得關(guān)注，需要先進(jìn)的適合數(shù)字工業(yè)生產(chǎn)的材料力學(xué)變形測(cè)量系統(tǒng)，見(jiàn)表5-3。表5-3適用于UHPC預(yù)制節(jié)段梁生產(chǎn)的傳感系統(tǒng)系統(tǒng)名稱(chēng)三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)DIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)品樣式測(cè)量原理向被測(cè)對(duì)象物體發(fā)射大量激光束，接受反射信號(hào)，計(jì)算被測(cè)對(duì)象表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，記錄反射率以及紋理等信息，可以在極短的時(shí)間內(nèi)獲得被測(cè)物表面的三維掃描數(shù)據(jù)。采用的基本原理是數(shù)字圖像相關(guān)算法（DIC），通過(guò)跟蹤（匹配）物體表面變形前后兩幅散斑圖像中同一像素點(diǎn)的位置來(lái)獲得該像素點(diǎn)的位移向量，從而得到試件表面的應(yīng)變。產(chǎn)品特點(diǎn)測(cè)量范圍大：可測(cè)0.3mm~30m范圍物體高精度：最高精度可達(dá)±0.015mm/m速度快：計(jì)算速度快，測(cè)量結(jié)果快自動(dòng)化：自動(dòng)化計(jì)算分析多種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能：321方式、參考點(diǎn)方式、全局點(diǎn)轉(zhuǎn)換方式實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)進(jìn)行3d全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量的計(jì)算和結(jié)果顯示以及計(jì)算結(jié)果的實(shí)時(shí)輸出系統(tǒng)配置靈活：支持多種相機(jī)接口，系統(tǒng)軟件控制模塊可支持在線(xiàn)同步采集擴(kuò)展接口豐富：支持多相機(jī)組同步測(cè)量，可以同步測(cè)量多個(gè)區(qū)域的變形應(yīng)變應(yīng)用工序2.BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)是實(shí)施路線(xiàn)的核心環(huán)節(jié)。生產(chǎn)者從預(yù)制構(gòu)件庫(kù)取出的BIM模型是最基本的三維設(shè)計(jì)模型。模型攜帶信息除了三維模型本身的構(gòu)件幾何尺寸信息以外（如圖5-4），僅包含節(jié)段的身份標(biāo)識(shí)信息，如節(jié)段名稱(chēng)，節(jié)段編號(hào)，材料屬性等。顯然對(duì)于用于節(jié)段制造階段的BIM模型不僅在精度上存在缺失，包含的產(chǎn)品制造信息也是不夠充分。因此實(shí)現(xiàn)想要將信息模型用于節(jié)段生產(chǎn)，需要構(gòu)建一個(gè)包含“節(jié)段三維設(shè)計(jì)模型+節(jié)段產(chǎn)品制造信息+關(guān)聯(lián)屬性”的預(yù)制節(jié)段BIM模型。不僅如此，對(duì)于具體的生產(chǎn)工藝需要補(bǔ)充建立三維工藝設(shè)計(jì)信息模型以及所需的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，如模具智能安裝工藝需要模具本身信息模型和數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于BIM模型的工藝規(guī)程（工藝信息模型，三維工藝仿真動(dòng)畫(huà)，關(guān)聯(lián)工藝文字信息數(shù)據(jù)庫(kù)），從而最終實(shí)現(xiàn)BIM模型在智能制造階段的應(yīng)用。圖5-4標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)BIM模型及尺寸信息UHPC預(yù)制節(jié)段生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)《四川省城鎮(zhèn)節(jié)段預(yù)制超高性能混凝土橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的關(guān)于施工、檢驗(yàn)預(yù)驗(yàn)收、管養(yǎng)與維護(hù)相關(guān)條文。數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括身份標(biāo)識(shí)信息、生產(chǎn)工藝信息、生產(chǎn)資源信息、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)信息等。（1）身份標(biāo)識(shí)信息：節(jié)段名稱(chēng)、節(jié)段編號(hào)、節(jié)段長(zhǎng)度等；（2）生產(chǎn)工藝信息：UHPC澆筑振搗工藝，UHPC高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝等，如圖5-5所示；圖5-5養(yǎng)護(hù)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)信息（3）生產(chǎn)資源信息：生產(chǎn)過(guò)程中所需的機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)材料、投入人員等；（4）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)信息：模具制造允許偏差、模具與支架安裝允許偏差（如圖5-7）、UHPC預(yù)制節(jié)段質(zhì)量允許偏差（如圖5-6）等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。圖5-6節(jié)段質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)圖5-7模具精度數(shù)據(jù)庫(kù)將預(yù)制節(jié)段梁攜帶各種生產(chǎn)要素的數(shù)據(jù)庫(kù)分階段分類(lèi)別的載入到三維設(shè)計(jì)模型BIM模型，生成攜帶生產(chǎn)節(jié)段各種信息用于制造階段的BIM模型。從而為通過(guò)數(shù)字集成手段的生產(chǎn)過(guò)程提供最為重要的支撐。3.信息管理分析模塊信息管理分析模塊主要是對(duì)各種集成的信息處理與分析。包含業(yè)務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)和業(yè)務(wù)平臺(tái)具體模塊兩個(gè)部分。業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)是以用于制造節(jié)段的BIM模型為基礎(chǔ)，并包含UHPC預(yù)制節(jié)段信息分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和云存儲(chǔ)平臺(tái)。UHPC預(yù)制節(jié)段信息分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和云存儲(chǔ)平臺(tái)參考《公路工程信息模型統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。UHPC預(yù)制節(jié)段信息模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，基于最新的IFC4X1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以模型架構(gòu)和分類(lèi)編碼為基礎(chǔ)，采用屬性和實(shí)體相結(jié)合的擴(kuò)展方法。業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)以BIM模型為引擎驅(qū)動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)分區(qū)域處理，包含節(jié)段生產(chǎn)進(jìn)度數(shù)據(jù)管理、澆筑振搗數(shù)據(jù)管理分析、節(jié)段質(zhì)量管控?cái)?shù)據(jù)分、智能蒸汽養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)分析等。4.智能控制智能控制是實(shí)施路線(xiàn)的最終環(huán)節(jié)。智能控制的目標(biāo)生產(chǎn)質(zhì)量管控、安全風(fēng)險(xiǎn)防控、生產(chǎn)進(jìn)度管控三個(gè)方面，如圖5-8所示。生產(chǎn)質(zhì)量管控主要是對(duì)原材料管理、過(guò)程控制、質(zhì)量檢驗(yàn)以及成品梁驗(yàn)收的全過(guò)程全要素進(jìn)行管理。安全風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)用主要從安全檢查和節(jié)段生產(chǎn)環(huán)境條件開(kāi)展。依據(jù)梁場(chǎng)進(jìn)度管理的需求，可選擇任意時(shí)間段內(nèi)的計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比如總進(jìn)度、年進(jìn)度、月進(jìn)度或者任一選定時(shí)間段的進(jìn)度。若出現(xiàn)梁場(chǎng)于某個(gè)時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)進(jìn)度與計(jì)劃偏差較大的情況，即可通過(guò)分析該時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)每片梁的進(jìn)度曲線(xiàn)，找出影響梁場(chǎng)施工生產(chǎn)的工序及原因。圖5-8UHPC預(yù)制節(jié)段智能生產(chǎn)應(yīng)用架構(gòu)智能控制的手段根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景具體實(shí)施主要的智能算法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法、計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)算法等。1.節(jié)段預(yù)制實(shí)體層節(jié)段預(yù)制實(shí)體層是梁體生產(chǎn)的區(qū)域，除了包含生產(chǎn)設(shè)備外，還應(yīng)該包含用于信息感知的設(shè)備，信息對(duì)接設(shè)備，以及反饋調(diào)節(jié)設(shè)備等等。1.3特殊生產(chǎn)環(huán)節(jié)BIM+應(yīng)用上一小節(jié)給出了基于BIM技術(shù)的UHPC節(jié)段預(yù)制梁智能建造實(shí)施路線(xiàn)，本章將以50m標(biāo)準(zhǔn)跨徑跨中標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制節(jié)段S8（如圖5-9所示）的生產(chǎn)來(lái)具體闡述智能生產(chǎn)的步驟與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于篇幅有限，本文僅以節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)和高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)來(lái)具體闡述。圖5-9S8預(yù)制節(jié)段位置1.3.1節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)UHPC預(yù)制節(jié)段質(zhì)量智能檢測(cè)旨在以三維激光掃描技術(shù)為測(cè)量技術(shù)，BIM技術(shù)為支撐平臺(tái)，通過(guò)利用BIM技術(shù)帶來(lái)的可視化監(jiān)控、閉環(huán)控制體系以及全面質(zhì)量管理等先進(jìn)思想指導(dǎo)，達(dá)到提升工藝精度，提高質(zhì)量檢測(cè)效率以及節(jié)約成本的目的[67]。從而解決傳統(tǒng)方法存在的UHPC預(yù)制節(jié)段質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、質(zhì)量檢測(cè)效率低下以及檢測(cè)過(guò)程中信息存儲(chǔ)、傳遞受限等問(wèn)題。UHPC節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)控制參數(shù)信息是節(jié)段輪廓三維坐標(biāo)。三維坐標(biāo)的獲取宜通過(guò)三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)獲取[59]。節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)實(shí)施流程如圖5-10所示。圖5-10質(zhì)量檢測(cè)實(shí)施流程圖（1）建立節(jié)段BIM模型UHPC預(yù)制節(jié)段BIM模型，作為UHPC預(yù)制節(jié)段設(shè)計(jì)的理想模型，不僅為節(jié)段質(zhì)量智能檢測(cè)提供對(duì)比模型，還是進(jìn)行可視化交底、生產(chǎn)模擬、虛擬拼裝等可視化管理的基礎(chǔ)。本文在第四章詳細(xì)介紹了BIM模型參數(shù)化建模流程，搭建了50m標(biāo)準(zhǔn)跨徑預(yù)制節(jié)段BIM模型庫(kù)，節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，直接從中取出所需的BIM模型，如圖5-11為50m跨徑跨中標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段S8BIM模型。圖5-11S8預(yù)制節(jié)段BIM模型（2）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取本文采用的三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)品樣式、測(cè)量原理、產(chǎn)品特點(diǎn)以及測(cè)量精度等參數(shù)在本章1.2.3小節(jié)有具體闡述。在跨中標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制節(jié)段S8質(zhì)量檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)布置激光反射標(biāo)靶，用三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)布置好標(biāo)靶的S8節(jié)段段進(jìn)行掃描，獲取實(shí)測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為初始數(shù)據(jù)，利用Cyclone軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配，利用Geomagic軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和模型建立。通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的S8預(yù)制節(jié)段初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的去噪、拼接、降低數(shù)據(jù)密度等方法建立現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)S8預(yù)制節(jié)段的點(diǎn)云模型。（3）實(shí)施流程步驟示例UHPC預(yù)制節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)，通過(guò)三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)獲取節(jié)段三維坐標(biāo)，并在線(xiàn)感知、智能識(shí)別；智能計(jì)算實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)和BIM的設(shè)計(jì)理論模型，將兩個(gè)模型通過(guò)特征點(diǎn)、特征線(xiàn)等方式對(duì)齊；反饋調(diào)控，對(duì)三維比對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析決策，在軟件中進(jìn)行三維比較，可根據(jù)差值色譜圖觀(guān)察到偏差大小區(qū)域范圍，根據(jù)分析報(bào)告查看最大偏差值和最小偏差值及其所在位置。當(dāng)誤差大于允許范圍時(shí)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行修整以滿(mǎn)足要求。檢測(cè)的目標(biāo)是保證每一個(gè)UHPC預(yù)制節(jié)段加工制造的質(zhì)量，達(dá)到零返工、高效率、準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)。圖5-12UHPC標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)的實(shí)際實(shí)施情況（4）結(jié)果分析由于S8預(yù)制節(jié)段實(shí)際測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)龐大，此處的數(shù)據(jù)處理僅舉斷面控制節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理，斷面控制節(jié)點(diǎn)及編號(hào)如圖5-13、圖5-14所示。通過(guò)與信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中UHPC節(jié)段質(zhì)量允許偏差標(biāo)準(zhǔn)信息對(duì)比，判斷預(yù)制節(jié)段加工尺寸精度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。圖5-13S8節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)BIM模型控制點(diǎn)布置圖5-14S8節(jié)段質(zhì)量檢測(cè)斷面BIM模型控制點(diǎn)編號(hào)S8預(yù)制節(jié)段BIM模型坐標(biāo)數(shù)據(jù)與三維激光掃描系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-4。表5-4控制節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)初始數(shù)據(jù)（單位：mm）控制點(diǎn)編號(hào)BIM模型坐標(biāo)XBIM模型坐標(biāo)YBIM模型坐標(biāo)Z實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)X實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)Y實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)ZA0010.0006600.0001620.0007.1256602.1821624.151A0020.0007350.0001470.0006.9747351.8831474.531A0030.0007350.000450.0007.0517351.700451.059A0040.0007100.000200.0007.0517102.022201.380A0050.0001900.000200.0007.0511902.477201.380A0060.0001650.000450.0007.0511652.798451.059A0070.0001650.0001470.0006.9741652.6161474.531A0080.0002400.0001620.0007.1252402.3171624.151A0090.0009000.0001800.0007.2789002.8271801.409A0100.0009000.0001620.0007.2789002.8271624.254A0110.0008250.0001620.0007.1338252.2951624.141A0120.0007500.0001520.0006.9667502.5941524.529A0130.0007500.0000.0007.2787502.8274.254A0140.0001500.0000.0007.2781501.6724.254A0150.0001500.0001520.0006.9661501.9041524.529A0160.000750.0001620.0007.133752.2041624.141A0170.0000.0001620.0007.2781.6721624.254A0180.0000.0001800.0007.2781.6721801.409將三維激光掃描系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)據(jù)向BIM模型數(shù)據(jù)對(duì)齊，本次數(shù)據(jù)處理將A018實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)X、Y、Z坐標(biāo)均向BIM模型A018坐標(biāo)對(duì)齊，如圖5-15所示。圖5-15實(shí)測(cè)數(shù)值對(duì)齊BIM模型坐標(biāo)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)及節(jié)段偏差見(jiàn)表5-5。表5-5控制節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)齊模型數(shù)據(jù)及偏差（單位：mm）控制點(diǎn)編號(hào)BIM模型XBIM模型YBIM模型Z節(jié)段誤差X節(jié)段誤差Y節(jié)段誤差Z對(duì)齊模型觀(guān)測(cè)值X對(duì)齊模型觀(guān)測(cè)值Y對(duì)齊模型觀(guān)測(cè)值ZA0010.0006600.0001620.000-0.1530.510-1.258-0.1536600.5101618.742A0020.0007350.0001470.000-0.3040.211-0.878-0.3047350.2111469.122A0030.0007350.000450.000-0.2270.028-0.350-0.2277350.028449.650A0040.0007100.000200.000-0.2270.350-0.029-0.2277100.350199.971A0050.0001900.000200.000-0.2270.805-0.029-0.2271900.805199.971A0060.0001650.000450.000-0.2271.126-0.350-0.2271651.126449.650A0070.0001650.0001470.000-0.3040.944-0.878-0.3041650.9441469.122A0080.0002400.0001620.000-0.1530.645-1.258-0.1532400.6451618.742A0090.0009000.0001800.0000.0001.1550.0000.0009001.1551800.000A0100.0009000.0001620.0000.0001.155-1.1550.0009001.1551618.845A0110.0008250.0001620.000-0.1450.623-1.268-0.1458250.6231618.732A0120.0007500.0001520.000-0.3120.922-0.880-0.3127500.9221519.120A0130.0007500.0000.0000.0001.155-1.1550.0007501.155-1.155A0140.0001500.0000.0000.0000.000-1.1550.0001500.000-1.155A0150.0001500.0001520.000-0.3120.232-0.880-0.3121