施工監(jiān)控通過對結構的分析、監(jiān)測、預測、調整，控制結構內力和變形，使橋梁結構符合設計要求，保證橋梁結構的安全和質量。隨著橋梁建設的發(fā)展，施工監(jiān)控已經(jīng)成為必不可少的內容，施工監(jiān)控技術日漸成熟。智能監(jiān)控技術通過結合多種先進的技術手段，實現(xiàn)對工程中各種場景的全面、精準的監(jiān)控和管理。其中包含測量技術——衛(wèi)星定位測量、全站儀、傳感器與識別；信息傳輸技術——無線通信技術，如移動通信、衛(wèi)星通信和無線局域網(wǎng)；視頻監(jiān)控——遠程視頻、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、預警。

山東沾臨高速黃河特大橋全長4630m，包括主橋、南北堤內引橋、南北堤外引橋以及跨大堤橋。其中主橋為(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，構建了融合數(shù)字孿生模型、BIM三維可視化模型、失效模式庫、失效風險庫和應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),實現(xiàn)了大跨度斜拉橋頂推施工實時、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、強風、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)測領域需要面對和解決的關鍵難題。基于LSTMw網(wǎng)絡結構，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)進行判別與修復，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)異常的問題，利用檢測與修復方法（深度學習模型）進行數(shù)據(jù)修復，達到能夠對多源監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常識別與處理。

多源監(jiān)測數(shù)據(jù)驅動安全評價與預警方法

傳統(tǒng)的安全評價與預警方法存在各類監(jiān)測指標碎片化的問題，導致結果失準。通過融合分布式監(jiān)測特征值數(shù)據(jù)與有限元模擬結構整體線形——局部應變的分布規(guī)律，提出了多源監(jiān)測數(shù)據(jù)驅動的橋梁頂推施工梁體結構安全評價與預警方法，建立了整體線形-局部應變相結合的評價指標體系，開發(fā)了結構安全多尺度特征參數(shù)自適應優(yōu)化識別、計算與提取算法，實現(xiàn)了基于多源監(jiān)測數(shù)據(jù)的結構安全實時預警。

智能步履式頂推系統(tǒng)具有如下特點：

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

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

操作簡便：采用標準化產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；

適應性強：觸摸屏操作，具有便捷的人機交互界面，操作起來簡便快捷。

實施效果：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)與線形精準可調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整難的問題，實現(xiàn)了頂推及就位過程的毫米級高精度管控水平。

遠程無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻采集加網(wǎng)絡編碼傳輸、分控中心用網(wǎng)絡硬盤錄像機實現(xiàn)視頻接入，對新建的前端監(jiān)控點位進行實時監(jiān)視及錄像采用，該種方式可支持多用戶同時登陸實時監(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)絡傳輸至總控中心實現(xiàn)集中監(jiān)控和管理。主要由高清網(wǎng)絡攝像機、網(wǎng)絡硬盤錄像機、高清解碼器、液晶電視屏組成，其中高清網(wǎng)絡攝像機用于采集前端圖像并編碼壓縮，在網(wǎng)絡上進行傳輸，并通過網(wǎng)絡硬盤錄像機，將圖像進行管理、存儲、轉發(fā)，支持多客戶端同時接入。然后通過網(wǎng)絡傳輸至總控中心。

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；整機模塊化設計；啟動速度快，全實時處理；支持多種信號格式、多種控制方式；純硬件構架；安全性好等特點。通過對遠程無線視頻監(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”，配合遠程喊話功能，實現(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。

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，到合龍嵌補階段，實現(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時監(jiān)測，厘清拱肋線形波動規(guī)律，預測出下一節(jié)段拱肋安裝時產生的溫度變形，剔除復雜環(huán)境溫度對拱肋安裝線形的干擾。利用原形復位法，判斷出安裝線形可行域。最終的監(jiān)控效果實現(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)字化預拼裝系統(tǒng)首先通過激光掃描數(shù)字預拼，進行原形預拼控制。即采用高保真模型進行拱肋制造節(jié)段數(shù)字預拼、模擬和預測。其次，采用以三維偏差最小為目標的拱肋節(jié)段快速數(shù)字預拼方法，解決了實體預拼面臨的重型設備使用多、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，預拼姿態(tài)精度優(yōu)于2mm。最后，應用重構數(shù)字模型進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調整墊片，合龍時8根弦桿對齊偏差均小于2mm，實現(xiàn)了全栓接構件的高精度安裝。

智能化管理在生產過程管理(技術管理、 質量管理、進度計劃、構件儲存、安全管理、現(xiàn)場環(huán)境管理)應用較成熟，在大型設備、工廠生產線方面應用進展較快，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準化程度，標準化程度越高越容易實現(xiàn)智能化。智能化平臺開發(fā)的系統(tǒng)基礎框架、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。由于需求的層次和開發(fā)的水平不一，綜合平臺與專項系統(tǒng)之間協(xié)作難度很大，成為應用和研發(fā)的主要障礙，亟需統(tǒng)一標準。

通用性的工藝流程和個性化的工藝設計是智能化的基礎，尚需對平臺進行通用兼容的特殊的適用性深化研究。以智能化產業(yè)政策為指引，以工程建設市場需求為依托，以管理、技術標準化研究為支撐，為使用者服務，構建合理的、系統(tǒng)的發(fā)展體系，才能加快促進智能化應用和發(fā)展，實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)效。