施工監(jiān)控通過對結(jié)構(gòu)的分析、監(jiān)測、預(yù)測、調(diào)整，控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形，使橋梁結(jié)構(gòu)符合設(shè)計要求，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量。隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展，施工監(jiān)控已經(jīng)成為必不可少的內(nèi)容，施工監(jiān)控技術(shù)日漸成熟。智能監(jiān)控技術(shù)通過結(jié)合多種先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對工程中各種場景的全面、精準(zhǔn)的監(jiān)控和管理。其中包含測量技術(shù)——衛(wèi)星定位測量、全站儀、傳感器與識別；信息傳輸技術(shù)——無線通信技術(shù)，如移動通信、衛(wèi)星通信和無線局域網(wǎng)；視頻監(jiān)控——遠(yuǎn)程視頻、視覺辨識；存儲和交換——噪音、圖像、環(huán)境信息；計算——智能溯源和統(tǒng)計、預(yù)警。

山東沾臨高速黃河特大橋全長4630m，包括主橋、南北堤內(nèi)引橋、南北堤外引橋以及跨大堤橋。其中主橋?yàn)?80+180+442+180+80)m雙塔雙索面鋼混組合梁斜拉橋。全橋主梁總長961.04m，采用雙邊鋼梁鋼-UHPC頂板組合斷面，寬度34.36m。鋼混組合梁采用先疊合后頂推的全斷面頂推施工工藝。施工中運(yùn)用了多種智能化系統(tǒng)——智能化監(jiān)控系統(tǒng)、智能步式頂推系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

智能化監(jiān)控系統(tǒng)基于數(shù)字孿生的頂推全過程智能化監(jiān)測技術(shù)，構(gòu)建了融合數(shù)字孿生模型、BIM三維可視化模型、失效模式庫、失效風(fēng)險庫和應(yīng)急處置庫的多源信息施工管控平臺,開發(fā)了與系統(tǒng)平臺、可視化模型、移動終端等聯(lián)動的在線管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了大跨度斜拉橋頂推施工實(shí)時、可視化監(jiān)測，保證了大跨橋梁施工過程的安全性及合理成橋狀態(tài)。

多源監(jiān)測數(shù)據(jù)異常識別算法與處理方法

受溫度、強(qiáng)風(fēng)、暴雨等環(huán)境因素的影響,監(jiān)測數(shù)據(jù)異常等問題較為突出,異常數(shù)據(jù)的診斷和識別是橋梁監(jiān)測領(lǐng)域需要面對和解決的關(guān)鍵難題。基于LSTMw網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過數(shù)據(jù)清洗流程，海量監(jiān)測數(shù)據(jù)、特征參數(shù)提取，對失真數(shù)據(jù)進(jìn)行判別與修復(fù)，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)異常的問題，利用檢測與修復(fù)方法（深度學(xué)習(xí)模型）進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)，達(dá)到能夠?qū)Χ嘣幢O(jiān)測數(shù)據(jù)的異常識別與處理。

多源監(jiān)測數(shù)據(jù)驅(qū)動安全評價與預(yù)警方法

傳統(tǒng)的安全評價與預(yù)警方法存在各類監(jiān)測指標(biāo)碎片化的問題，導(dǎo)致結(jié)果失準(zhǔn)。通過融合分布式監(jiān)測特征值數(shù)據(jù)與有限元模擬結(jié)構(gòu)整體線形——局部應(yīng)變的分布規(guī)律，提出了多源監(jiān)測數(shù)據(jù)驅(qū)動的橋梁頂推施工梁體結(jié)構(gòu)安全評價與預(yù)警方法，建立了整體線形-局部應(yīng)變相結(jié)合的評價指標(biāo)體系，開發(fā)了結(jié)構(gòu)安全多尺度特征參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化識別、計算與提取算法，實(shí)現(xiàn)了基于多源監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)安全實(shí)時預(yù)警。

智能步履式頂推系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

自動控制：電腦集中控制三個方向的位移，設(shè)置參數(shù)后可自動實(shí)現(xiàn)橫向糾偏、縱向推進(jìn)及豎直頂升的動作過程；

精確度高：動作全程實(shí)施位移及壓力監(jiān)控，位移同步精度在士1mm以內(nèi)；

操作簡便：采用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品模塊化連接及通訊總線連接方式，便于現(xiàn)場使用及管理；

適應(yīng)性強(qiáng)：觸摸屏操作，具有便捷的人機(jī)交互界面，操作起來簡便快捷。

實(shí)施效果：由于傳統(tǒng)鋼-混凝土組合梁通常采用先頂推后疊合的施工方案，存在工期長、工廠化率低、質(zhì)量不易保證等問題，且頂推過程需要投入數(shù)量較多的步履式千斤頂，施工成本高。通過智能步履式頂推系統(tǒng)，首創(chuàng)了姿態(tài)與線形精準(zhǔn)可調(diào)的斜拉橋整體式全斷面單端頂推施工方法，有效解決了主梁脫胎起升及線形調(diào)整難的問題，實(shí)現(xiàn)了頂推及就位過程的毫米級高精度管控水平。

遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻采集加網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸、分控中心用網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻接入，對新建的前端監(jiān)控點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視及錄像采用，該種方式可支持多用戶同時登陸實(shí)時監(jiān)看回放、下載同一路視頻，多用戶操作模式，可有效利用資源。然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至總控中心實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理。主要由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、高清解碼器、液晶電視屏組成，其中高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)用于采集前端圖像并編碼壓縮，在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，并通過網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，將圖像進(jìn)行管理、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，支持多客戶端同時接入。然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至總控中心。

此系統(tǒng)具有圖像視窗、任意縮放、疊加、漫游，支持多個窗口顯示同一通道的圖像；高處理能力和優(yōu)秀的穩(wěn)定性；整機(jī)模塊化設(shè)計；啟動速度快，全實(shí)時處理；支持多種信號格式、多種控制方式；純硬件構(gòu)架；安全性好等特點(diǎn)。通過對遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境條件、施工狀態(tài)的全天候無死角“盯梢”，配合遠(yuǎn)程喊話功能，實(shí)現(xiàn)了施工過程更可視、施工指令更暢通、施工安全更可控的管理目標(biāo)。

智能化監(jiān)控系統(tǒng)通過全過程最優(yōu)控制法，從封鉸階段、懸拼階段，到合龍嵌補(bǔ)階段，實(shí)現(xiàn)全過程可行域的誤差分析。并且，依托自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)對已安裝拱肋線形實(shí)時監(jiān)測，厘清拱肋線形波動規(guī)律，預(yù)測出下一節(jié)段拱肋安裝時產(chǎn)生的溫度變形，剔除復(fù)雜環(huán)境溫度對拱肋安裝線形的干擾。利用原形復(fù)位法，判斷出安裝線形可行域。最終的監(jiān)控效果實(shí)現(xiàn)了全拱線形高程最大偏位為-2.7cm，全拱線形橫向最大偏位為1.5cm。

數(shù)字化預(yù)拼裝系統(tǒng)首先通過激光掃描數(shù)字預(yù)拼，進(jìn)行原形預(yù)拼控制。即采用高保真模型進(jìn)行拱肋制造節(jié)段數(shù)字預(yù)拼、模擬和預(yù)測。其次，采用以三維偏差最小為目標(biāo)的拱肋節(jié)段快速數(shù)字預(yù)拼方法，解決了實(shí)體預(yù)拼面臨的重型設(shè)備使用多、場地占用大、制造成本高問題。通過螺栓孔特征自動提取，識別精度優(yōu)于1mm，預(yù)拼姿態(tài)精度優(yōu)于2mm。最后，應(yīng)用重構(gòu)數(shù)字模型進(jìn)行全橋制造線形和拱肋安裝線形控制。最終，主拱含有的9萬顆螺栓通孔率100%，224對法蘭盤無一處增設(shè)調(diào)整墊片，合龍時8根弦桿對齊偏差均小于2mm，實(shí)現(xiàn)了全栓接構(gòu)件的高精度安裝。

智能化管理在生產(chǎn)過程管理(技術(shù)管理、 質(zhì)量管理、進(jìn)度計劃、構(gòu)件儲存、安全管理、現(xiàn)場環(huán)境管理)應(yīng)用較成熟，在大型設(shè)備、工廠生產(chǎn)線方面應(yīng)用進(jìn)展較快，在工地建造施工監(jiān)控中還有很大空間，大力提高管理和施工的標(biāo)準(zhǔn)化程度，標(biāo)準(zhǔn)化程度越高越容易實(shí)現(xiàn)智能化。智能化平臺開發(fā)的系統(tǒng)基礎(chǔ)框架、系統(tǒng)基本要求、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)類型、格式及傳輸方式、系統(tǒng)安全是平臺的基礎(chǔ)。由于需求的層次和開發(fā)的水平不一，綜合平臺與專項(xiàng)系統(tǒng)之間協(xié)作難度很大，成為應(yīng)用和研發(fā)的主要障礙，亟需統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

通用性的工藝流程和個性化的工藝設(shè)計是智能化的基礎(chǔ)，尚需對平臺進(jìn)行通用兼容的特殊的適用性深化研究。以智能化產(chǎn)業(yè)政策為指引，以工程建設(shè)市場需求為依托，以管理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究為支撐，為使用者服務(wù)，構(gòu)建合理的、系統(tǒng)的發(fā)展體系，才能加快促進(jìn)智能化應(yīng)用和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)效。