[发明专利]基于BIM的桥梁施工应力检测方法及系统

权利要求书

1.基于BIM的桥梁施工应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在施工的桥梁上均匀分布若干个监测点，每个监测点上设置有RFID标签，无人机上设置的RFID读卡器识别并阅读所述每个监测点的RFID标签后，采用设置于所述无人机上的三维激光扫描仪采集所述每个监测点的桥梁点云图像信息数据，设置于无人机上的光纤光栅传感器采集所述每个监测点的不同温度T下的波长偏移、监测开始时初始温度S下的基波长；

S2：无线通信模块将所述S1步骤采集到的数据传输至控制中心模块内；

S3：所述控制中心模块内的光纤光栅解调模块对所述光纤光栅传感器所采集到的数据信号解调，并输入至所述控制中心模块内的统计分析模块；

S4：所述统计分析模块统计分析施工桥梁的实时不同温度下的应力动态变化情况，一旦发现异常，向综合预警模块发出指令，综合预警模块根据指令发出预警信号；

S5：综合预警模块将异常数据与预先设置的阈值进行比较，向不同颜色的LED灯发出亮灯指令，通过发出不同颜色LED灯进行不同预警提示；

所述S4步骤中，所述统计分析模块统计分析施工桥梁的实时不同温度下的应力动态变化情况， 通过构建应变力-温度机械应力变化Δε_M计算模型实现，所述Δε_M计算模型公式如下：

其中，所述Δε_M为温度导致的机械应变力变化，进而导致桥梁某一监测点处的应力变化值；所述Δλ为所述光纤光栅传感器监测得到的所述监测点的波长偏移，所述λ₀为监测开始时所述光纤光栅传感器监测得到的所述监测点的基波长；进而，所述(Δλ/λ₀)_S为监测开始时所述光纤光栅传感器监测得到的所述监测点于初始温度S下的波长偏移率，所述(Δλ/λ₀)_T为所述光纤光栅传感器监测得到的所述监测点于温度T下的波长偏移率；所述κ_ε为温度导致的机械应变力变化，进而导致桥梁所述监测点的应力改变的标准系数；所述为温度为T时的温度改变导致的所述监测点的应力改变的标准系数；所述α_conc为施工桥梁的水泥所导致的光波折射率变化系数。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的桥梁施工应力监测方法，其特征在于，所述S5步骤中若监测数据介于最小阈值与预警阈值之间，说明监测数据正常，则所述综合预警模块向绿色LED灯发出亮灯指令，绿色LED灯发出绿色光；

若监测数据达到预警阈值，表明此时此处监测点达到预警值，则所述综合预警模块向黄色LED灯发出亮灯指令，黄色LED灯发出黄色光，向施工人员提出警示，若要保证施工正常运行则要立刻采取措施，避免出现安全事故；

若监测数据达到预警阈值大于最大阈值，则所述综合预警模块向红色LED灯发出亮灯指令，红色LED灯发出红色光，同时综合预警模块及时通知相应的管理人员，此刻管理人员可精准定位故障发生位置，采取对应措施进行抢救性修补，同时查明原因，采取纠偏预案。

3.根据权利要求2所述的基于BIM的桥梁施工应力监测方法，其特征在于，所述通知相应的管理人员的方法包括向预设手机号码发送报警短信，向管理人员发送邮件或直接向所述管理人员打电话。

4.根据权利要求1-3任一所述方法的基于BIM的桥梁施工应力监测系统，其特征在于，包括无人机、无线通信模块、控制中心模块、综合预警模块、不同颜色的LED灯。

5.根据权利要求4所述的基于BIM的桥梁施工应力监测系统，其特征在于，所述无人机上设置有三维激光扫描仪、光纤光栅传感器和RFID读卡器；

所述三维激光扫描仪用于对所述监测区域内的施工桥梁进行三维点云成像数据采集；

所述光纤光栅传感器用于采集所述监测区域内的施工桥梁每个监测点于不同温度T下的波长偏移、监测开始时所述光纤光栅传感器监测得到的所述监测点的基波长；

所述RFID读卡器用于读取设置于所述每个监测点上的RFID标签，进而对该监测点的数据进行采集或成像。