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申请/专利权人：中国建筑第七工程局有限公司

摘要：本发明公开了一种基于BIM与点云的钢结构内倾拱肋安装定位方法，本发明以BIM模型为平台，将ALGOR模型、MidasCivil模型同时引用，在基本的空间几何定位中，加入应力变形分析，以理论误差倒推理论数据，指导钢结构分段吊装方案和临时支撑设计，有效减少过程误差累积和后期调整工作量，采用三维激光点云技术为空间结构构件线形的监测提供了直观观测手段，徕卡点云扫描的应用使监测过程更加高效快捷，并在点云激光扫描的同时结合传统的测量定位技术，进一步提高了拱肋一次定位合格率。

主权项：1.一种基于BIM与点云的钢结构内倾拱肋安装定位方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：BIM模型建立；以设计图纸坐标为原点，绘制桥梁整体三维草图，并将其导入Revit软件中生成桥梁及拱肋初步结构模型，初级拱肋BIM模型的空间原点与主体结构的原点重合；以方便为后续成桥后的扫描所得数据进行对比；步骤2：ALGOR模型分析：以明确结构在成桥状态下的受力情况，这一目的在MidasCivil模型中也可以实现，使用两个软件可相互校核，确保计算无误；具体操作如下：步骤2.1，采用组合有限元法进行结构数值计算，使用全桥结构仿真方法针对复杂情况和构造要求，建立相应结构体系下的桥梁受力状态，模拟相应的荷载工况，进行桥梁结构分析；步骤2.2，按照桥梁设计图纸对桥梁进行离散，建立桥梁结构全桥空间有限元计算模型，计算模型的系统总体坐标系为由右手螺旋规则确定的笛卡尔坐标系统，坐标原点设在桥梁跨中梁中心处，Y轴为桥梁径向，Z轴为桥梁竖向，X轴为桥梁法向，单元局部坐标系统按照软件默认规定确定；步骤2.3再利用ALGOR软件按照设计图纸准确建立拱肋构件的几何模型，拱肋均采用板单元建模，分析拱肋各种荷载组合下拱肋的变形及应力；步骤3：MidasCivil模型深化；以明确结构在整个施工过程中受力和变形的演化过程，从而与施工过程中的激光扫描数据进行对比；具体操作如下：步骤3.1选择单元对桥梁各构件进行离散，其中拱肋选用梁单元进行模拟，针对空间倾斜式拱肋的内外倾角通过梁单元截面beta转角实现，吊杆初拉力通过初拉力荷载进行添加，模拟拱肋安装机张拉过程中应变集中分布点，并推导出自身变形可能产生的误差；步骤3.2施工过程拱肋下方的支架采用只受压节点弹性支撑模拟，按照实际支架竖向支撑刚度输入对应支撑竖向刚度值；左拱脚处约束拱脚节点的水平和竖向线位移，右拱脚处约束拱脚节点的竖向线位移；由此得出拱肋在结构受力状态下的空间变形位移；步骤4：现场复核；步骤5：拱肋制作；步骤6：拱肋吊装；步骤7：点云激光扫描，步骤7.1使用激光仪对单侧安装完成拱肋进行第一次现场扫描，基准点以在桥面上指定的基准点为参考，测量得到相对坐标，完成整体云图、拱肋立面云图、侧视云图和俯视云图，得出现场安装的实际效果图，分析直观线形和空间效果；步骤7.2再次对双侧拱肋进行激光仪扫描，以实际工程基准点为参考，得出桥梁整体及双侧拱肋云图，对比两侧拱肋的线形对称性；步骤8：第一次拱肋偏差分析；对偏差进行分析，从而在第二次拱肋安装时对安装坐标进行调整修正或对吊杆的张拉力进行调整，最终确保成桥线形符合设计要求；步骤9：拱肋焊接；步骤10：第二次拱肋偏差分析；对偏差进行分析，从而对吊杆的张拉力进行调整，最终确保成桥线形符合设计要求。

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