对网络化的桥梁智能施工控制系统的研究.doc

1、对网络化的桥梁智能施工控制系统的研究【摘要】根据我国目前的桥梁施工的现有技术，在总结以往施工中的所积累的经验的基础上，提出了一种新的对桥梁施工的控制系统：网络化的桥梁智能施工系统。这种系统是将包括网络技术，人工智能系统技术在内的等多中技术手段的综合运用。该系统所涵盖的内容主要有三部分，分别是数据快速采集，数据双向传输网络及计算分析与控制决策三大系统。这种系统是把网络技术最为主要技术手段，在数据的获取，传送和控制等方面全面实现智能化，进而将桥梁的施工控制效率提高到一个新的层面。 【关键字】桥梁施工控制；网络技术；智能化 中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号： 桥梁的施工控制是对把桥梁在

2、施工中受力与变形控制在合理的范围内，竣工后满足原有设计要求的重要保障。随着我国经济建设的不断进步，原有桥梁施工控制技术已经不能再适应现代的要求，其弊端也日益凸显：自动化水平不足，观测点数目较少，人工预测工作相对复杂等。传统的施工控制要求在建造每座桥梁时均要设立一个控制中心，不仅参与的专家不能长时间的位于施工现场，还对国家的资金造成一定程度的浪费。若是能实现对施工过程的数字化远程监控，那么这两方面的问题就会迎刃而解。因此，改革施工控制系统，剔除传统控制技术中的弊端，全面提升施工控制水平已势在必行。 这种智能化的桥梁控制系统，使得施工人员可以随时通过数据分析，三维模拟实验等技术方式来了解桥梁已完工

3、部分的变形与受力情况，并能根据这些情况准确的对下阶段的施工情形做出预测。 1.系统的组成 1.1 数据的高速获取系统 在一些发达国家，数据获取的智能化水平相对较高，而我国现今在数据的获取方面仍有许多不足，例如自动化水平不足，观测点较少等。随着我国的桥梁建设技术不断进步，已达到在世界都能跻身前列的境况。但我国现有的施工控制水平不能跟上施工技术的步伐，而桥梁规模的增大，桥梁跨径的增大，这就使施工中对及时，准确的数据迫切需要。因此数据高速获取系统的建立有着极为重要的现实意义。 桥梁控制系统的基础是数据的获取，每座施工的桥梁必须结合自身的实际情况，建立数据库。一般来说，需要获取数据的方面包括结构设计参

4、数，几何参数，受力情况以及温度变化等。 目前我国在桥梁施工获取数据方面，通常运用的是经纬仪，水准仪等设备，实行人工测量，人工记录，人工计算。这种工作方式不仅耗时费力，而且所得的结果不能达到十分精确。这种情况在测量桥梁受力时也有体现。国内施工单位在进行受力测量时多采用变形片和应力计，这就很大程度上限制了测点的数目，大大减慢了测量的速度。 形成高速获取数据的系统是以监测实现数字化，智能化为先决条件的。只有充分的利用现代化科学手段，才能省去原有获取数据的复杂环节，更容易的被及时获取，更容易被计算机所读取，为高速处理，分析数据提供了良好的条件，而计算机快捷的特点，很大程度上确保各类数据能够在桥梁同一种

5、状态下获取，尽可能的缩小数据获取的误差。 除此之外，还可以在施工现场合理的地方安装监控设备，能够对全现场实施全程监控，更好的施工质量控制服务。 1.2 数据的双向传送网络系统 该系统的作用是把在施工现场所获取的数据通过网络等方式，及时传送到控制中心；当控制中心的处理完成后，将结果用相同的手段传送回施工现场。 在控制中心与施工现场之间的数据传送，分为有线与无线两种。其中有线传送的布线工作繁琐，且线路不易布置，也很容易受到破坏，所需成本也相对较高。大部分施工单位并不采取这种传输形式。现阶段使用的无线传送的方式有三种：第一，系统自带的发射与接收装置，但传送的距离有限，与之类似的无线通讯，其传送距离相

6、对较远；第二，通过通信公司的手机网络对数据进行传送，这种传送方法虽然不受距离的限制，但是仅局限在有手机信号的地域；第三，将数据上传到网络，利用网络手段对数据进行传送，而且这种传系统在其他学科已有了应用，技术相对成熟。 双向数据传送网络系统，是由布置在施工现场的传感器，将数据通过一定方式传送到工控机，再通过通信公司的网络将无线收发器中的信号传送到控制中心的收发器，最后将数据输入到计算机中进行处理。当处理完成后，再将结果及下一步的命令在通过相同的方式传送到施工现场。这就是该系统的传送过程。 1.3 计算分析及控制系统 网络化桥梁智能施工系统的核心内容就是计算分析与控制决策系统。施工过程中的数据计算

7、，误差原因的分析，识别控制参数及预测的工作都是由计算分析及控制系统完成的。该系统能自动把测量的数据与理论数据相对比，通过分析之后，得出与实际更相符的参数。无论是何种结构的桥梁，在不同环境，不同施工阶段，其参数都会发生相应的变化。这种系统能够根据已经处理完成的参数，结合各种科学的技术手段，准确的对下阶段桥梁可能发生的变形，受力情况进行预测。只有及时了解这些参数，才能为今后的预测工作提供良好的基础保障。 在这一过程中，会得到大量的数据，为了能够更好的处理这些数据，建立数据库是很有必要的。在建立数据库时，应该将实际测量的数据包括温度，受力情况等与理论值分别建立，为更好的分析对比奠定基础；同时，也应该

8、建立图表类的数据库，将施工过程中的各个参数绘制成图，更直观的对各个参数实时观测；最后，建立报警系统，在施工过程中，当某个参数的变化超过允许的范围时，能够智能报警，从而及时引起施工控制人员的注意。 由于相关专家不能长期处在施工现场，在一些大规模的桥梁建设时，工作人员需要做大量的突发事情的处理工作。这时，引入专家系统就显得尤为重要。所谓的专家系统，就是建立在对控制知识全面分析基础上的技术模型。针对不同结构的桥梁，建立不同的专家系统，从而使得控制知识与相应的技术相互适应。 2.工程建设实际 某实际桥梁建设工程中拱桥体系采用的是无推力斜靠式，大桥跨度总长为 120m，桥身大拱的断面形式同斜拱相同，都是

9、用 200 的三根主钢管焊接成为一个等边三角形的形状，三角形中间的部分是用 1200 的钢管内切，整体就形成了一个坚固的结构。拱圈内部不进行混凝土的灌注。桥梁的架构主要是混凝土桥面和钢梁架构。主要的工程实施：先架设桥面钢梁结构，待整体形成框架后灌注混凝土，初步张拉拱支架，最后实行桥面的铺设。具体的监控信息应包括：桥梁线形、应变力、吊杆张力、施工温度。温度和应变力可以通过系统采集，而线形和吊杆张力等需要由人工收集。温度数据主要由通信公司提供的 GSM 网络来完成传输，所有收到的测量数据都送至控制中心进行整体分析，在做出预测判断后由系统总控制中心发出控制命令，施工现场收到后就有相应的动作。3.结语

10、 随着国内桥梁施工技术的不断进步，对施工的控制系统带来了新的挑战。但同时为控制系统的完善带来了新的机遇。有压力才能有动力，施工单位应该充分借钱国外成功的经验，再结合自身的实际情况，研发出合理的施工控制系统。做到以上三个系统，会将整体的控制系统推到一个崭新的层次，对于提高施工控制水平起到极大的推动作用。认真做好这三个系统的相关工作，能够加速桥梁施工控制的智能化，科学化进程，实现符合实际要求的及时控制。该系统也必将会是今后桥梁施工控制系统的发展趋势。 【参考文献】 1 陈利峰.浅谈桥梁施工控制J.中国新技术新产品,2011, (4):72-73. 2 杨明广.浅谈大跨径桥梁施工控制中的不确定因素J.黑龙江交通科技,2011, (10)l49-50. 3 周禁洪.大跨径连续刚构桥智能化施工控制系统研究D.重庆:重庆交通大学,2001, (1):25-26. 4 胡小鹏.桥梁施工状况评估的小波神经网络模型J.混凝土,2011, (8):147-148.