摘要：由于確定監(jiān)控點的方式過于簡單，以往的橋梁加固監(jiān)控技術(shù)的監(jiān)控效果較差。因此，設(shè)計了環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程BIM監(jiān)控技術(shù)。根據(jù)橋梁加固工程的實際情況和基本參數(shù)，利用BIM軟件構(gòu)建橋梁加固過程的BIM模型，并計算環(huán)氧樹脂膠粘劑的相關(guān)參數(shù)。通過計算橋梁加固結(jié)構(gòu)在不同方向上的位移變化，初步確定監(jiān)控點的位置。通過計算輻射面積和結(jié)構(gòu)應力，明確橋梁加固過程監(jiān)控點的確定位置，并據(jù)此設(shè)計對應的橋梁加固過程的監(jiān)控方案，實現(xiàn)橋梁加固全過程BIM監(jiān)控。將某橋梁加固工程作為試驗對象，測試本文設(shè)計的環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程BIM監(jiān)控技術(shù)的實際應用效果，結(jié)果顯示：和以往監(jiān)控技術(shù)相比，該技術(shù)在實際應用中數(shù)據(jù)更新頻率更快，監(jiān)控效果更好。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂膠粘劑；橋梁加固全過程；BIM；監(jiān)控技術(shù)

中圖分類號：TQ433.4+37文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2025）04-0033-04

BIM monitoring technology for the whole process of bridge reinforcement with epoxy resin adhesive

SUN Lei

（Jiuzhou Polytechnic，Xuzhou 221116，Jiangsu China）

Abstract：Because the way to determine the monitoring point is too simple，the monitoring effect of the previous bridge reinforcement monitoring technology is poor.Therefore，BIM monitoring technology for the whole process of bridge reinforcement with epoxy resin adhesive is designed.According to the actual situation and basic parameters of the bridge reinforcement project，the BIM model of the bridge reinforcement process is constructed by using BIM software，and the relevant parameters of the epoxy resin adhesive are calculated.By calculating the displacement changes of the bridge reinforcement structure in different directions，the position of the monitoring point is prelimi-narily determined.By calculating the radiation area and structural stress，the location of the monitoring point in the bridge reinforcement process is determined，and the corresponding monitoring scheme of the bridge reinforcement process is designed accordingly to realize the BIM monitoring of the whole process of bridge reinforcement.Taking a bridge reinforcement project as the test object，the practical application effect of BIM monitoring technology in the whole process of bridge reinforcement with epoxy resin adhesive designed in this paper is tested.The results show that compared with the previous monitoring technology，this technology has faster data update frequency and better monitoring effect in practical application.

Key words：epoxy resin adhesive；the whole process of bridge reinforcement；BIM；monitoring technology

作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，橋梁工程建設(shè)質(zhì)量和安全性備受關(guān)注。然而，受到老化、損傷、腐蝕等因素的影響，橋梁的安全性能會逐漸降低，需要進行加固和修復。環(huán)氧樹脂膠粘劑是一種常用的加固材料，具有粘接強度高、耐久性好、施工方便等優(yōu)點。但在環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁的過程中，由于施工環(huán)境復雜、施工難度大等因素，容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題[1]。因此，需要采用監(jiān)控技術(shù)對環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁的全過程進行監(jiān)控，確保施工質(zhì)量和安全。傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)過于依賴人工檢測和經(jīng)驗判斷，監(jiān)控效果較差[2]。因此，不少研究學者針對監(jiān)控技術(shù)展開了研究，并提出了新的想法。

文獻[3]先確定橋梁施工的監(jiān)控需求，然后利用BIM技術(shù)構(gòu)建橋梁數(shù)學模型，由此模擬傳感器的布置位置，對橋梁施工過程中的數(shù)據(jù)進行實時采集，設(shè)定對應的預警閾值，實時監(jiān)控橋梁的施工狀態(tài)。文獻[4]先對懸鏈形上加勁鋼桁梁橋的結(jié)構(gòu)特點進行詳細分析，設(shè)計對應的三維模型，模擬頂推施工過程，布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，實時監(jiān)控關(guān)鍵施工過程。文獻[5]先確定監(jiān)控需求，利用放電控制調(diào)度算法，對儲能電站的多項參數(shù)進行處理，再選用多個傳感器，實時采集監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對儲能電站的實時監(jiān)測。文獻[6]先采集大量的傳感器數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進行預處理，然后利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對傳感器數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對配電所的實時監(jiān)控。

本文根據(jù)實際情況，構(gòu)建環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程中的BIM模型，并布置對應的橋梁加固過程的監(jiān)控點，據(jù)此設(shè)計對應的監(jiān)控方案，并測試其實際應用效果。

1環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程BIM監(jiān)控技術(shù)設(shè)計

1.1構(gòu)建橋梁加固過程的BIM模型

在構(gòu)建橋梁加固過程BIM模型的過程中，需要先收集橋梁的設(shè)計圖紙、施工記錄、地質(zhì)勘察報告等，以便了解橋梁的基本情況。將橋梁的各個結(jié)構(gòu)參數(shù)作為基礎(chǔ)，利用BIM軟件構(gòu)建對應的數(shù)字模型[7-8]。構(gòu)建橋梁加固過程BIM模型的部分代碼如圖1所示。

在上述代碼中，將獲取的加固橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)按照橋梁結(jié)構(gòu)的形式輸入到BIM軟件中，由此創(chuàng)建需要進行加固的結(jié)構(gòu)，并將加固結(jié)構(gòu)添加到橋梁結(jié)構(gòu)中。同時，設(shè)置使用的環(huán)氧樹脂膠粘劑的多項參數(shù)，并將其添加到橋梁加固過程中。在上述基礎(chǔ)上，模擬橋梁加固施工過程，并對施工過程的相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整，保證施工效果[9]。在上述設(shè)計中，需要對環(huán)氧樹脂膠粘劑的相關(guān)參數(shù)進行計算，具體計算過程如下：

ì

式中：η為環(huán)氧樹脂膠粘劑的黏度；ρ為黏度計的旋轉(zhuǎn)速度；k為施工溫度下，膠粘劑的密度；t為膠粘劑的固化時間；A為膠粘劑的固化因子；Ea為膠粘劑的活性；R為加固環(huán)境下的氣體常數(shù)；T為加固環(huán)境下的絕對溫度；σ為膠粘劑的拉伸強度；F為膠粘劑的斷裂負荷；S為膠粘劑的截面面積。

1.2布置橋梁加固過程的監(jiān)控點

以上述構(gòu)建的BIM模型為基礎(chǔ)，布置對應的監(jiān)控點。在布置監(jiān)控點的過程中[10]，先明確監(jiān)控目標，再選擇合適的監(jiān)控設(shè)備，根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)特點，選擇較為關(guān)鍵的加固位置進行監(jiān)控和處理。在安裝監(jiān)控設(shè)備時，確定監(jiān)控設(shè)備安裝的可行性和牢固穩(wěn)定性。在選擇監(jiān)控點位置方面，需要根據(jù)橋梁加固過程中可能出現(xiàn)變形的位置，通過計算其位移變化來確定[11]。

式中：Dx表示橋梁加固結(jié)構(gòu)在水平方向上的位移變化，Dx1、Dx2、Dx3、Dxn分別表示橋梁加固結(jié)構(gòu)在不同時刻的水平位移變化；Dy表示橋梁加固結(jié)構(gòu)在豎直方向上的位移變化，Dy1、Dy2、Dy3、Dyn分別表示橋梁加固結(jié)構(gòu)在不同時刻的豎直位移變化。

通過式（2），確定橋梁加固過程監(jiān)控點的大致位置。為了保證監(jiān)控點的監(jiān)控效果，需要保證監(jiān)控點的輻射面積，同時也要考慮到監(jiān)控點所能承載的結(jié)構(gòu)應力[12]。監(jiān)控點的具體位置確定過程如下：

式中：Si為當前監(jiān)控點的輻射面積，d為當前監(jiān)控點所能監(jiān)控的距離，r為監(jiān)控設(shè)備自身的視場角半徑，σi為監(jiān)控點的結(jié)構(gòu)應力，μ1、μ2分別為不同監(jiān)控點距離中心輻射點的距離比，l為監(jiān)控點之間的距離[13-14]，p為監(jiān)控點自身的載荷，L為加固橋梁的長度。

1.3設(shè)計橋梁加固過程的監(jiān)控方案

將構(gòu)建的橋梁加固過程BIM模型作為基礎(chǔ)，結(jié)合布置的橋梁加固過程監(jiān)控點，本文設(shè)計的環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程的監(jiān)控方案如圖2所示。先確定橋梁加固過程的監(jiān)控目標，如監(jiān)控的范圍、重點監(jiān)控的項目等。對橋梁加固施工現(xiàn)場進行勘察，了解橋梁結(jié)構(gòu)特點和加固措施，根據(jù)不同的加固措施，選擇合適的監(jiān)測點和監(jiān)控設(shè)備，如傳感器、攝像頭、數(shù)據(jù)采集儀。由此制定詳細的監(jiān)控計劃，包括監(jiān)控頻率、監(jiān)控時間、監(jiān)控項目等，并對加固施工的進度進行衡量[15]。將上述監(jiān)控過程中的所有數(shù)據(jù)進行集合，對整個監(jiān)控過程進行分析和處理，對出現(xiàn)的異常情況進行及時處理，由此保證監(jiān)控效果。

2試驗測試

2.1試驗準備

本試驗以某橋梁加固工程為例，該橋梁加固工程位于某市的郊區(qū)，是當?shù)胤浅Ｖ匾暮降?，交通流量較大，并且還在持續(xù)增長中，而且原有橋梁已經(jīng)達到設(shè)計壽命，因此需要對其進行加固護理。該橋梁采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，跨度達到20 m。整橋長度為228 m，其中主橋長98 m，南北兩岸的引橋各長65 m。主橋跨徑組合為（80+18）m，主拱圈采用一跨過拱結(jié)構(gòu)，引橋采用等跨徑的預應力混凝土簡支空心板結(jié)構(gòu)。全橋設(shè)計為雙向六車道，并配備緊急車道和人行道。該橋梁加固工程的具體情況如圖3所示。

如圖3所示，某橋梁加固工程所處位置地形復雜，周邊有多個居民區(qū)和商業(yè)區(qū)，且橫跨某市一條非常重要的河流，在進行加固時需要考慮到河流的季節(jié)性變化和防洪需求。同時，該橋梁所處位置的土壤條件較為軟弱，地下水極為豐富，需要設(shè)計有效的排水措施。在本次試驗中，主要采用環(huán)氧樹脂膠粘劑進行加固，該材料的具體參數(shù)如表1所示。

在上述基礎(chǔ)上，構(gòu)建對應的試驗環(huán)境。具體實驗環(huán)境如圖4所示。利用傳感器獲取大量的監(jiān)控數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器進行處理，提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的質(zhì)量，再將其匯總到計算機中。

在上述基礎(chǔ)上，設(shè)置相應的試驗參數(shù)，以保證試驗的順利進行。具體的試驗參數(shù)如表2所示。

試驗中，利用本文設(shè)計的方法構(gòu)建對應的BIM模型，由此確定的監(jiān)控點位置如圖5所示。如圖5所示，本次試驗共設(shè)置了21個監(jiān)控點，利用這些監(jiān)控點采集相關(guān)數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控橋梁加固過程。此外，為提高實驗結(jié)果的可信度，將本文設(shè)計的環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程BIM監(jiān)控技術(shù)（技術(shù)1）與2種已有監(jiān)控技術(shù)進行對比。文獻[4]監(jiān)控技術(shù)為技術(shù)2，文獻[5]監(jiān)控技術(shù)為技術(shù)3。

2.2試驗結(jié)果與討論

利用3種技術(shù)分別對某橋梁加固工程進行監(jiān)控，不同監(jiān)控點的數(shù)據(jù)更新頻率如圖6所示。技術(shù)1的數(shù)據(jù)更新頻率較高，且均保持在同一頻率，數(shù)值波動不大。技術(shù)2和技術(shù)3的數(shù)據(jù)更新頻率較低，實時性較差。因此本文設(shè)計的技術(shù)在實際應用中監(jiān)控效果較好。

以技術(shù)的誤報率為評價指標，對比3種技術(shù)的性能。不同監(jiān)控點的漏報率如表3所示。技術(shù)1的誤報率較低，且遠低于技術(shù)2和技術(shù)3，監(jiān)控效果較好。

綜上所述，本文設(shè)計的環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程BIM監(jiān)控技術(shù)在實際應用中的數(shù)據(jù)更新頻率較高，誤報率較低，監(jiān)控效果較好。

3結(jié)語

本文提出的環(huán)氧樹脂膠粘劑加固橋梁全過程BIM監(jiān)控技術(shù)是一種創(chuàng)新的工程技術(shù)方法。通過結(jié)合BIM技術(shù)與環(huán)氧樹脂膠粘劑的應用，實現(xiàn)對橋梁加固施工過程的全面監(jiān)控和管理。對關(guān)鍵參數(shù)進行嚴格控制和測試，以確保加固效果達到預期目標。實際應用結(jié)果證實該技術(shù)能夠有效地提高橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性監(jiān)測，為工程實踐提供有力支持。

【參考文獻】

[1]耿威，孟憲波.基于虛擬化平臺的小口徑鋼管焊接監(jiān)控技術(shù)[J].焊接技術(shù)，2023，52（10）：83-87.

[2]孫欽瑞.非常規(guī)油氣藏壓裂曲線智能監(jiān)控技術(shù)研究[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2023，39（9）：19-23.

[3]朱維香.基于BIM的橋梁施工監(jiān)控技術(shù)應用[J].山西建筑，2021，47（13）：109-110.

[4]周蒼華，程潛，王楊，等.懸鏈形上加勁鋼桁梁橋頂推施工監(jiān)控技術(shù)研究[J].市政技術(shù)，2023，41（9）：199-206.

[5]LIU J，YANG X，GUO J，et al.Monitoring technology of en-ergy storage power stations based on discharge control scheduling algorithm[J].International Journal of Perform-ability Engineering，2021，17（1）：95-102

[6]WU J，HU Y，HUANG C.Research on intelligent monitor-ing technology of substation and distribution station driven by big data[J].IOP Conference Series Earth and Environ-mental Science，2021，714：042005

[7]惠記莊，鄧偉森，丁凱，等.基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的鋼橋智能建管養(yǎng)系統(tǒng)研究與應用[J].公路交通科技，2023，40（9）：126-134.

[8]白超.公路橋梁項目鋼箱梁頂推施工監(jiān)控技術(shù)探討[J].交通科技與管理，2023，4（14）：129-131.

[9]應瀟斐，魏富強.視頻融合與智能監(jiān)控技術(shù)在施工現(xiàn)場安全管理中的應用[J].建筑施工，2021，43（12）：2658-2660.

[10]丁飛.復雜地質(zhì)環(huán)境下地鐵盾構(gòu)施工智能監(jiān)控技術(shù)應用[J].安徽建筑，2023，30（1）：97-98.

[11]莊敬宜，金日學.基于BIM的3DSOBG虛擬化劃分優(yōu)化仿真[J].計算機仿真，2022，39（3）：278-282.

[12]余隆，陶路，張大兵等.獨塔單跨地錨式懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2022，52（2）：141-148.

[13]王甫強，黃旸，周黎明，等.綜合管廊下穿施工結(jié)構(gòu)安全多源信息監(jiān)控技術(shù)[J].人民長江，2021，52（8）：171-178.

[14]尚福瑞，范云飛，郝強，等.基于深度學習的工程作業(yè)智能監(jiān)控技術(shù)的模型優(yōu)化測試[J].粘接，2023，50（4）：182-186.

[15]高宏，張俊嶺，宋曉東，等.基于人工智能算法模型的化工電力安全監(jiān)控技術(shù)[J].粘接，2022，49（3）：186-191.

（責任編輯：伍鈺）