廖哲男，魏巍，趙亮，張亞婷

(1. 中鐵十二局集團 建筑安裝工程有限公司，太原 030024； 2. 遼寧工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，遼寧錦州121001；3.重慶筑智建建筑科技有限公司，重慶 400020；4.重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045)

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大體積混凝土BIM智能溫控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

廖哲男1，魏巍2，趙亮3，張亞婷4

(1. 中鐵十二局集團 建筑安裝工程有限公司，太原 030024； 2. 遼寧工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，遼寧錦州121001；3.重慶筑智建建筑科技有限公司，重慶 400020；4.重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045)

傳統(tǒng)大體積混凝土通水冷卻施工多采用人工監(jiān)控溫度，存在數(shù)據(jù)采集處理不及時、監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差、溫度控制效率低等問題，針對這些問題，開發(fā)一種BIM智能溫控系統(tǒng)。具體方法為：選擇Revit、Navisworks等BIM軟件進行二次開發(fā)；利用控制計算機、溫度數(shù)據(jù)采集設(shè)備、自控閥門循環(huán)水泵、無線網(wǎng)絡(luò)通訊及橋接設(shè)備、工業(yè)集成軟件服務(wù)器及客戶機等搭建溫度測控系統(tǒng)；建立溫度預(yù)警機制并搭載人工智能控制算法，通過無線傳輸接收測溫元件傳遞的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動判別溫度異常情況并控制冷卻水管閥門的開關(guān)；在BIM實體模型中標(biāo)記實際測溫點的相對應(yīng)位置，使系統(tǒng)以三維形式同步直觀反映相應(yīng)測溫點位置混凝土溫度曲線變化，并提供預(yù)警功能。系統(tǒng)在寸灘長江大橋中進行了測試，結(jié)果表明，系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確靈敏且預(yù)警及時，溫度采集的精確度和效率均得到提高，溫度控制較為理想。

BIM技術(shù)；大體積混凝土；可視化；智能控制

大體積混凝土在施工階段產(chǎn)生的溫度應(yīng)力往往超過外荷載引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，對結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、抗?jié)B性等重要性能造成嚴重影響。因此，大體積混凝土的施工質(zhì)量是一個重要的控制點。常用的大體積混凝土溫度控制方法主要有分層澆筑、預(yù)埋冷卻水管、跳倉法施工、骨料預(yù)冷等[1]。其中,預(yù)埋水管通水冷卻是以散熱降溫為出發(fā)點的一種人工溫度控制措施，即利用冷卻水流動使熱量在盡量短的時間內(nèi)耗散[2]。傳統(tǒng)的通水冷卻方法多采用人工監(jiān)控，現(xiàn)場數(shù)據(jù)、信息都需手動采集，存在監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差、溫度控制效率低、受人為因素影響大等缺點，且工作人員距離澆筑點較近，有安全隱患[3]。

現(xiàn)代信息化技術(shù)的發(fā)展為這些弊端提供了解決方案，人們已經(jīng)在不斷探求一種實時高效、智能精確的溫度控制方法。林鵬等[4]提出建立一種大體積混凝土通水冷卻智能溫度控制方法與系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程實時、在線復(fù)雜通水信息的自動采集與反饋控制。陳志遠等[5]提出通過預(yù)設(shè)溫度變化過程線和實測混凝土溫度進行冷卻水流的通斷決策，提出對冷卻通水的自動控制的新方法。Jing等[6]提出建立用于溫度控制和裂紋預(yù)防的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。杜小凱等[7]建立了一種動態(tài)智能溫控系統(tǒng),利用GPS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動化監(jiān)測技術(shù)和數(shù)值仿真技術(shù)對動態(tài)智能溫控進行了分析與探究。住建部2015年6月指出施工企業(yè)要全面推行基于BIM應(yīng)用的施工管理模式和協(xié)同工作機制，綜合應(yīng)用數(shù)字監(jiān)控、移動通訊和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)施工現(xiàn)場集成通訊與動態(tài)監(jiān)管，進一步提高施工精度、效率和安全保障水平[8]。BIM技術(shù)與實時監(jiān)測控制的集成研究日趨深入，在現(xiàn)場施工、資源管理、進度控制等方面在不斷嘗試多種實時控制系統(tǒng)，并與RFID及GPS結(jié)合形成各種資源跟蹤技術(shù)[9]。筆者在結(jié)合傳統(tǒng)的大體積混凝土施工溫控技術(shù)方法基礎(chǔ)上，提出BIM技術(shù)與冷卻水管相結(jié)合的大體積混凝土溫控方案，開發(fā)出具有數(shù)據(jù)存儲、信息查詢、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警和自動控制等功能的大體積混凝土BIM智能溫控系統(tǒng)。該系統(tǒng)在重慶寸灘長江大橋北錨碇施工中進行了試用，取得了較好了效果。

1 工程概況

重慶寸灘長江大橋總長1.6 km，跨江主橋主跨880 m，橋面寬度38 m，南北兩岸引橋總長720 m，屬特大懸索橋。兩岸錨碇均為重力式錨碇，明挖擴大基礎(chǔ)，其中,北錨碇基礎(chǔ)平面尺寸為56 m×58 m，基座以上扣除錨體需要空間，均采用片石混凝土壓重，基底采用階梯式，整個錨體在平面呈U 形，錨塊、鞍部均采用實體結(jié)構(gòu)。錨碇基礎(chǔ)、壓重塊、錨塊等均屬大體積混凝土施工。

2 基于BIM的大體積混凝土溫控系統(tǒng)

2.1 BIM溫控系統(tǒng)設(shè)計原理

與傳統(tǒng)冷卻通水溫控方法相比，在基于BIM的溫度控制系統(tǒng)中，工作人員通過自動控制平臺對冷卻水的通斷進行遠程控制，改善傳統(tǒng)方法中主要依靠人工采集、錄入和處理數(shù)據(jù)的問題，減少了數(shù)據(jù)傳遞過程中人為因素的影響；通過BIM溫控平臺和工業(yè)控制協(xié)議的結(jié)合,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時動態(tài)采集和反饋，可解決傳統(tǒng)方法中數(shù)據(jù)采集、處理滯后的問題，提高數(shù)據(jù)處理的效率；BIM實體模型攜帶各類物理信息與現(xiàn)場信息，以三維模式直觀、動態(tài)反映混凝土溫度變化情況，改善了傳統(tǒng)溫控中二維、抽象的數(shù)據(jù)分析方法。BIM溫控系統(tǒng)主要設(shè)計原理為：首先依據(jù)施工工藝進行3D建模，在BIM虛擬環(huán)境中按照施工組織設(shè)計進行施工模擬，以檢驗并優(yōu)化構(gòu)件之間的空間關(guān)系；然后搭建BIM溫控信息平臺，建設(shè)BIM溫控模塊，在混凝土中放置測溫元件，將信息平臺與現(xiàn)場測溫設(shè)備通過計算機相連接，經(jīng)監(jiān)測儀器實時采集溫度數(shù)據(jù)，并通過通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換傳輸至BIM信息平臺中，在已建3D建筑信息模型相應(yīng)測溫點位置中同步直觀反映混凝土溫度變化；最后在BIM溫控系統(tǒng)中建立溫度預(yù)警機制，搭載人工智能控制算法，系統(tǒng)自動判別溫度是否異常并通過無線傳輸發(fā)送指令，實現(xiàn)冷卻水管閥門的自動開關(guān)，從而實時調(diào)節(jié)水量并達到控制混凝土內(nèi)部溫度、減少混凝土內(nèi)外溫差的目的。

2.2 溫控系統(tǒng)組成

BIM溫控系統(tǒng)是作為BIM信息化管控平臺中的溫控模塊而建立，該平臺以歐特克公司Revit建模平臺作為模型的創(chuàng)建載體，在此基礎(chǔ)上利用Microsoft .NET Framework、Javascript及HTML、C++、Autodesk CAD、Autodesk Revit、Naviswork等搭建而成。平臺整體界面如圖1所示。開發(fā)該BIM信息化管控平臺時，針對橋梁錨碇大體積混凝土施工設(shè)置了溫度測控模塊。溫度測控模塊是利用控制計算機、溫度采集儀(KJ8215-A)、溫度傳感器(ZT8911-C)、自控閥門循環(huán)水泵(具備ModBus控制通訊協(xié)議)、無線網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)橋接設(shè)備、工業(yè)集成軟件服務(wù)器及客戶機等搭建而成，溫度測控模塊軟件底層采用C++進行跨平臺開發(fā)，可支持Windows、Linux、Mac OS以及Android等多系統(tǒng)設(shè)備，整個平臺在物理設(shè)備的架構(gòu)上充分考慮使用環(huán)境的復(fù)雜度，使用ModBus及TCP/IP通用協(xié)議，可通過無線、有線、3G網(wǎng)絡(luò)單個或混合整合進行工作，便于在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中平滑切換、靈活運用，溫控模塊構(gòu)架圖見圖2、圖3。

圖1 平臺整體界面示意圖

圖2 有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

圖3 無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

2.3 BIM溫控系統(tǒng)特點

1)為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性及廣闊性的特點，通訊方式采用無線橋接模式，某個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障不影響整個系統(tǒng)平臺網(wǎng)絡(luò)通訊。

2)系統(tǒng)供電除常規(guī)電源外，配備UPS電源，且UPS電源容量保證整套通訊設(shè)備在斷電情況下穩(wěn)定運行30 min以上。

3)溫度采集儀、自控閥門、無線網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備采用一備一用方式，保證系統(tǒng)硬件出現(xiàn)故障后及時更換。

4)系統(tǒng)軟件在正常運行情況下，采用自動控制模式控制閥門。網(wǎng)絡(luò)不通暢達到5 min時，可自動切換到手動模式，并發(fā)出預(yù)警。

5)溫度采集儀配備存儲設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)不通暢時，可儲存2 h溫度數(shù)據(jù)，以最大限度保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。

2.4 工作流程設(shè)置

BIM溫控系統(tǒng)的工作流程設(shè)置如圖4所示。

圖4 BIM溫控系統(tǒng)工作流程設(shè)定

3 BIM溫控系統(tǒng)的應(yīng)用

以重慶寸灘大橋北錨碇大體積混凝土施工為例進行說明。

3.1 BIM參數(shù)化模型的建立

北錨碇BIM建模采用Revit2014軟件平臺，完全按照現(xiàn)場施工工藝進行，主要分為基礎(chǔ)建模、錨碇建模以及后澆帶的建模。基礎(chǔ)建模采取分塊分層方法，分塊方法：基礎(chǔ)豎向劃分為8層，下3層對稱均勻分成4塊，在縱、橫橋向中線上均設(shè)置2 m寬的后澆帶。錨碇建模又分為錨塊及壓重塊、散索鞍支墩、錨室施工、錨桿及后錨梁；錨塊及壓重塊建模豎向分為12層，后澆段建模在索鞍支墩之后，共6 m分4層建立；錨室豎向按4.5 m高共劃分為5層建模，側(cè)墻帶錨室頂蓋一起建模；再分別對錨桿及后錨梁建模，完成后進行定位安裝如圖5。

圖5 北錨碇模型組裝

3.2 溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定

BIM溫度控制系統(tǒng)的溫度標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)傳統(tǒng)方法設(shè)定，即結(jié)合傳統(tǒng)的溫度控制原則和主要施工部位混凝土絕熱溫控計算結(jié)果設(shè)定。

混凝土內(nèi)部點和邊界點的早期溫度有相似的變化規(guī)律，當(dāng)混凝土澆注后，溫度迅速上升,根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB 50469—2009)規(guī)定，混凝土澆筑體基于入模溫度的溫升值不宜大于50 ℃、里表溫差不宜大于25 ℃、降溫速率不宜大于2 ℃/d、表面與大氣溫差不宜大于20 ℃[10]。在澆筑混凝土前，各測溫元件所傳輸?shù)漠?dāng)下的溫度為環(huán)境溫度，從混凝土澆筑時起，所測的溫度為混凝土入模溫度，后續(xù)測得的溫度最大值與入模溫度之差即為溫升值,溫度控制要以盡量降低混凝土溫升、延緩最高溫度出現(xiàn)時間、控制降溫速率為原則[11]。

1) 絕熱溫控計算。針對北錨碇建立計算公式及有限元模型，根據(jù)混凝土物理、熱學(xué)性能試驗同時考慮混凝土絕熱升溫值、彈性模量、徐變度、放熱系數(shù)等參數(shù)[12]，并進行北錨大體積混凝土的內(nèi)部溫度場及仿真應(yīng)力場計算，采用MIDAS/FEA進行有限元計算分析大體積混凝土水化熱、內(nèi)部溫度曲線、節(jié)點應(yīng)力等，最終經(jīng)計算分析得到每層混凝土內(nèi)部最高溫度、內(nèi)外最大溫差及最高溫度發(fā)生的時間和位置等，從而初步判斷混凝土內(nèi)外溫差是否在允許范圍內(nèi)。統(tǒng)計后最終計算分析結(jié)果如圖6所示。

圖6 北錨碇溫度有限元計算結(jié)果分析

根據(jù)計算模型結(jié)果，混凝土內(nèi)部最高溫度為55 ℃，混凝土溫升峰值基本在第20～32 h內(nèi)到達，即在混凝土水化熱初期，內(nèi)部混凝土溫度與表面混凝土溫度具有較大的差值，在此時應(yīng)加強溫度監(jiān)測并及時采取措施。

2)溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。根據(jù)對混凝土的溫升計算分析，結(jié)合預(yù)估入模溫度得到混凝土內(nèi)部預(yù)估的最高溫度，從而在系統(tǒng)中進行標(biāo)準(zhǔn)軟件的編寫，作為溫控的標(biāo)準(zhǔn)，編制溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。對于最大溫升的掌握，視施工時天氣條件下入模溫度的高低力求靈活機動[13](混凝土的入模溫度應(yīng)視氣溫而調(diào)整，最好能控制在25 ℃以內(nèi)，不應(yīng)超過28 ℃)。冷卻過程分為一期、中期、二期進行，通過一期冷卻降低水化熱溫升，即在混凝土澆筑后立刻通水進行降溫，使混凝土內(nèi)部最高溫度不大于50 ℃，內(nèi)外溫差小于25 ℃；中期冷卻為防止一期降溫后溫度回升；二期則為使混凝土冷卻到最終穩(wěn)定溫度。BIM溫控系統(tǒng)中溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線示意圖如圖7所示。

圖7 溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計曲線

3.3 溫度測控

3.3.1 溫度監(jiān)測 溫度監(jiān)測是實時檢驗混凝土溫度變化是否符合溫度標(biāo)準(zhǔn)、溫控措施是否有效的重要工作。溫度監(jiān)測的實現(xiàn)基礎(chǔ)是溫度數(shù)據(jù)的采集，采用MODBUS總線串口通訊結(jié)構(gòu)的測量系統(tǒng)，根據(jù)大體積混凝土溫度規(guī)范要求布置測點，將溫度感應(yīng)器(ZT8911-C)埋入混凝土，北錨碇壓重塊第4層傳感器平面布置圖如圖8所示。在BIM模型相同位置上設(shè)置測溫點，澆筑混凝土?xí)r冷卻管進口采用每管一閥，每閥通過溫度測控系統(tǒng)進行單獨控制，如圖9所示。溫度采集儀依據(jù)預(yù)先設(shè)定的溫度傳感器編號，每間隔1 s采集1次溫度傳感器的溫度值。溫度信號從傳感器傳入PID調(diào)節(jié)器，通過MODBUS通訊協(xié)議將溫度數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為計算機可識別信號，自動錄入BIM模型中進行數(shù)據(jù)分析處理，并作出進一步控制措施，采用自動化的數(shù)據(jù)處理方法，一方面節(jié)約了人力，避免人工錄入可能造成的數(shù)據(jù)遺失或精確度不高等影響。以重慶寸灘大橋北錨碇壓重塊第4層混凝土溫度控制為例，根據(jù)測溫點傳來的數(shù)據(jù)在模型中自動生成曲線圖形如圖10所示，包括每個測點內(nèi)部溫度、頂面溫度、環(huán)境溫度及冷卻水管出水口、入水口溫度。溫度數(shù)據(jù)將與材料信息、進度信息等一同作為BIM模型數(shù)據(jù)庫中的一部分，無論是前期的分析計算還是后期的查詢調(diào)取都體現(xiàn)了BIM技術(shù)即時化、可視化、動態(tài)控制的特點。

圖8 北錨碇壓重塊第4層傳感器平面布置圖

圖9 自動控制閥門安裝示意圖

3.3.2 溫度預(yù)警 測控裝置搭載算法軟件后儲存溫控設(shè)計要求、水溫與流量、混凝土溫度等數(shù)據(jù)，對通水降溫的效率進行計算，并將混凝土內(nèi)部溫度與設(shè)計要求的目標(biāo)溫度進行比較[14-16]。當(dāng)混凝土傳輸至計算機的溫度超過相應(yīng)點設(shè)定的限值時，模型中對應(yīng)的監(jiān)測點會在周邊區(qū)域內(nèi)以顏色變化(呈現(xiàn)紅色)的形式預(yù)警(圖11)，每個測溫點的溫度數(shù)據(jù)均在BIM模型中直觀反映，溫度出現(xiàn)異常的傳感器編號、時間點、數(shù)值大小、與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值都呈現(xiàn)在溫控平臺上。以重慶寸灘大橋北錨碇壓重塊第4層混凝土溫度控制為例，共設(shè)8個測溫點，測溫點起始溫度較正常，峰值溫度過后一段時間內(nèi)溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度，則模型中測溫區(qū)域紅色亮顯提示，表明需及時采取控制措施。當(dāng)測溫點較多或多處工程部位同時施工時，溫控系統(tǒng)優(yōu)勢更為明顯，可以根據(jù)BIM模型更為直觀的查看各處溫度情況，每一次預(yù)警情況及處理情況相關(guān)的信息都儲存在系統(tǒng)中，作為后期進行分析總結(jié)和優(yōu)化方案研究的參考資料。

圖11 溫度傳感器的溫度值超過預(yù)定計

3.3.3 溫度控制 系統(tǒng)中預(yù)警發(fā)出后，系統(tǒng)會自動給出指令采取降溫措施，算法軟件根據(jù)對數(shù)據(jù)的分析確定降溫水的流量大小，控制閥門開關(guān)調(diào)整通水量，并保證數(shù)據(jù)監(jiān)測持續(xù)不間斷，待溫度回落至正常范圍內(nèi)后，則預(yù)警取消，閥門關(guān)閉。整個遠程控制指令的操作由控制電動閥實現(xiàn)，電動閥使用電能作為動力，通過電動執(zhí)行機構(gòu)來驅(qū)動閥門，實現(xiàn)閥門的開關(guān)動作，從而達到對管道介質(zhì)的開關(guān)目的。如果是在控制室控制電動閥，把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到REMOTE位置，然后通過SCADA系統(tǒng)控制電動閥的開關(guān)。

3.4 應(yīng)用效果分析

系統(tǒng)在實際工程中的應(yīng)用表明：

1)測試中，環(huán)境溫度在21～27 ℃之間變化，冷卻水管進出口溫差在1.2～10.8 ℃之間變化，表面溫度最高為27.6 ℃，混凝土內(nèi)部溫度峰值在混凝土澆筑后1 d后出現(xiàn)，峰值為53.5 ℃，隨后溫度逐步下降并維持在22～26 ℃，內(nèi)外溫差、溫度控制速率及溫度回升梯度滿足溫控要求，現(xiàn)場大體積混凝土施工完成后經(jīng)復(fù)檢未發(fā)現(xiàn)裂縫。

2)BIM溫控系統(tǒng)通過計算機終端直接采集溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)及時、準(zhǔn)確，便于管理人員掌握現(xiàn)場動態(tài)情況，并實現(xiàn)遠程自動控制。

3)系統(tǒng)對測溫點數(shù)據(jù)進行分析，自動生成同步溫度變化曲線，同時，每個測溫點都在BIM實體模型中對應(yīng)位置以三維形式顯示，使整個控制過程更為直觀、形象。

4)溫度信息存儲于BIM管控平臺，便于后期查詢、分析和管理。

4 結(jié) 論

通過BIM溫控系統(tǒng)采集的溫度數(shù)據(jù)及時、準(zhǔn)確，且通過3D模型處理數(shù)據(jù)更為直觀，提高了溫控精細化程度，也有效降低了人工勞動強度，提高了工作效率。隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，在施工過程控制中的應(yīng)用將會更加廣泛，為工程活動帶來更多技術(shù)和社會效益。

[1] 武世地，張紅亞.大體積混凝土溫度裂縫控制的工程應(yīng)用研究[J].安徽建筑大學(xué)學(xué)報,2015, 23 (1):17-20.

WU S D, ZHANG H Y. Engineering application research on temperature crack control of mass concrete [J]. Journal of Anhui University of Architecture, 2015, 23(1): 17-20. (in Chinese)

[2] MYERS T, FOWKES N, BALLIM Y. Modeling the cooling of concrete by piped water [J]. Journal of Engineering Mechanics, 2009, 135(12): 1375-1383.

[3] 葉何元.超厚橋梁承臺大體積混凝土溫度與裂縫控制技術(shù)研究與應(yīng)用[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2010.

YE H Y. Research and application of temperature and crack control of excessive thick bridge pile mass concrete [D]. Nanjing: Nanjing University of Technology, 2010. (in Chinese)

[4] 林鵬,李慶斌,周紹武,等. 大體積混凝土通水冷卻智能溫度控制方法與系統(tǒng)[J]. 水利學(xué)報, 2013, 44(8): 950-957.

LIN P, LI Q B, Zhou S W, et al. Intelligent cooling control method and system for mass concrete [J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2013, 44(8):950-957. (in Chinese)

[5] 陳志遠,譚愷炎,王振振. 大體積混凝土冷卻通水智能控制方法的應(yīng)用[J].水利發(fā)電, 2014, 40(7): 57-59.

CHEN Z Y, TAN K Y, WANG Z Z. A new intelligent control method on cooling water of mass concrete [J]. Water Power, 2014, 40(7): 57-60. (in Chinese)

[6] JING X Y, LIU X H. Real-time temperature control for high arch dam based on decision support system [J]. Transactions of Tianjin University, 2014, 20(2): 118-125.

[7] 杜小凱,孫保平,張國新. 大體積混凝土防裂動態(tài)智能溫控系統(tǒng)應(yīng)用與監(jiān)測分析[J].水力發(fā)電, 2015, 41(1): 46-49.

DU X K, SUN B P, ZHANG G X. Functions and application of dynamic intelligent temperature control system of mass concrete anti-cracking [J]. Water Power, 2015, 41(1): 46-49. (in Chinese)

[8] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 關(guān)于推進建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見 [Z]. 2015.

Ministry of Housing and Urban-Rural Construction of the People's Republic of China. Guidance on the application of building information model [Z]. 2015. (in Chinese)

[9] HWANG S, LIU L. BIM for integration of automated real-time project control systems [C]//Construction Research Congress 2010: Innovation for Reshaping Construction Practice, American Society of Civil Engineers, 2010, 509-517.

[10] 大體積混凝土施工規(guī)范: GB 50496—2009 [S].北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2009.

Code for construction of mass concrete: GB 50496-2009 [S]. Beijing: China Architecture & Building Press. (in Chinese)

[11] 解榮.大體積混凝土溫度監(jiān)控的研究[D].西安:長安大學(xué),2011.

XIE R. Research on temperature monitoring of mass concrete [D]. Xi'an: Chang'an University, 2011. (in Chinese)

[12] TANG H, CAI D S, YANG L. New planning of pipe cooling in temperature control for mass concrete [J]. Applied Mechanics & Materials, 2013, 300/301: 1584-1588.

[13] 龔劍,李宏偉.大體積混凝土施工中的裂縫控制[J].施工技術(shù),2012,41(6):28-32.

GONG J, LI H W. Crack control of mass concrete construction [J]. Construction Technology, 2012, 41(6): 28-32. (in Chinese)

[14] ZHOU H G, TAN K Y, MA J G. Intelligent control algorithm for pipe cooling of mass concrete [J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2014, 45(1): 24-29.

[15] LIU X, DUAN Y, ZHOU W. Modeling the piped water cooling of a concrete dam using the heat-fluid coupling method [J]. Journal of Engineering Mechanics, 2013, 139(9): 1278-1289.

[16] DONG F, LIU H, XIE W. The method for analyzing the influence of the heat loss from surface of concrete on the effect of pipe cooling system [J]. International Conference on Materials for Renewable Energy and Environment, 2013,642-645.

(編輯 胡英奎)

Application of intelligent temperature control system of mass concrete based on BIM

Liao Zhenan1, Wei Wei2, Zhao Liang3, Zhang Yating4

(1. Building and Installing Engineer Co. Ltd. of China Railway 12th Bureau Group,Taiyuan 030024, P. R. China; 2. School of Civil Engineering,Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, Liaoning, P. R. China; 3. BIM-Smart Building Tech. Co. Ltd, Chongqing 400020, P. R. China; 4. School of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China)

The traditional construction of mass concrete water cooling usually adopted artificial monitoring method，which had problems such as Lag data acquisition and processing, poor monitoring data accuracy and low temperature control efficiency. A control system of mass concrete based on BIM was put forward to solve these problems. Revit and Navisworks were selected for secondary development. The temperature measurement and control system were established by using the control computer, temperature data acquisition device, control valve circulating pump, wireless network communication and bridging equipment, industrial integration server and client software. The data transmitted by the wireless transmission receiving temperature measuring element, the system could distinguish the abnormal temperature of the temperature and send the instruction to realize the automatic switch of the cooling water pipe valve. The BIM entity model was built in the system platform, and the relative position of the actual temperature measurement point was marked in the model. Then the system was synchronized with the three dimensional form to reflect the temperature curve of the temperature measuring point. This system was tested in the Cuntan Yangtze River Bridge , showing that the system data was accurate and sensitive early warning in time, the accuracy and efficiency of temperature acquisition were improved, and the temperature control was ideal.

BIM technology; mass concrete; visualization; Intelligent control

2016-01-05

重慶建設(shè)科技計劃(2015-2-3)

廖哲男(1982-)，男，主要從事建筑信息化研究，(E-mail)93912824@qq.com。

Foundation item：Chongqing Construction Science & Technology Program(No.2015-2-3)

TU712.2

A

1674-4764(2016)04-0132-07

10.11835/j.issn.1674-4764.2016.04.019

Received:2016-01-05

Author brief： Liao Zhenan (1982-), main research interest:building information, (E-mail) 93912824@qq.com.