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【資料圖】

中國工程院院士、重慶大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)工程研究中心主任周緒紅

隨著工業(yè)化施工技術(shù)快速發(fā)展，橋梁建設(shè)的自動化水平也在不斷提高。其中，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝方面，已實(shí)現(xiàn)橋梁預(yù)制樁基整體打樁、承臺和墩體預(yù)拼裝、預(yù)制鋼橋塔的整體吊裝。在2023世界交通運(yùn)輸大會（WTC2023）主旨報告環(huán)節(jié)，中國工程院院士、重慶大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)工程研究中心主任周緒紅以《大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)橋梁智能數(shù)字化預(yù)拼裝技術(shù)》為題，介紹了其所帶領(lǐng)的重慶大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)中心智能建造團(tuán)隊(duì)在大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)橋梁智能數(shù)字化預(yù)拼裝技術(shù)方面所取得的創(chuàng)新成果。

周緒紅院士表示，鋼結(jié)構(gòu)的加工變形和螺栓孔誤差難以精準(zhǔn)控制，即使每個構(gòu)件都滿足尺寸要求，但由于誤差積累，最后可能導(dǎo)致一些桿件安裝不上，需修整。為了解決這些問題，實(shí)體預(yù)拼裝技術(shù)被提出。

但是在進(jìn)行大型復(fù)雜鋼構(gòu)件的預(yù)拼裝檢測時，采用現(xiàn)有的實(shí)體預(yù)拼裝技術(shù)不僅需要大量的預(yù)拼裝場地，有時還需要搭設(shè)大量的拼裝胎架，檢測過程繁瑣，測量時間長，檢測費(fèi)用高，此外，傳統(tǒng)檢測（全站儀、卷尺等）方法存在效率低、精度低、人為因素影響大等弊端；傳統(tǒng)的數(shù)字化預(yù)拼裝則基本采用人工采集和輸入數(shù)據(jù)的方法，不僅效率低，而且易出錯。

為此，周緒紅院士所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集方法，即在構(gòu)件周邊布置標(biāo)靶盤，并圍繞構(gòu)件進(jìn)行掃描，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行智能拼接，然后自動提取拼接后的構(gòu)件點(diǎn)云。在此過程中，他們利用標(biāo)靶盤保證了配準(zhǔn)精度、采用點(diǎn)云與圖像異構(gòu)數(shù)據(jù)融合降低了點(diǎn)云處理難度、采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行行標(biāo)靶識別輔助了拼接、基于站點(diǎn)位置生成包圍框可自動提取目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。目前，這套采集方法可在工廠流水化單構(gòu)件掃描提取、室外多構(gòu)件同時掃描提取的場景中應(yīng)用。

周緒紅院士表示，基于多尺度點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，他們還提出了集智能拼接、分布式降噪與輕量化及智能分割與識別的點(diǎn)云數(shù)據(jù)綜合智能處理算法、基于模型匹配的大型復(fù)雜鋼構(gòu)件的尺寸質(zhì)量智能檢測算法和基于拼接控制點(diǎn)的大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)智能數(shù)字化預(yù)拼裝方法。目前，這些技術(shù)已在重慶兩江新區(qū)寨子路鋼拱橋、重慶郭家沱長江大橋中成功應(yīng)用，并正在重慶雙堡特大橋中應(yīng)用。

面向未來，周緒紅院士表示，他所帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將在制造偏差、結(jié)構(gòu)自重、施工荷載、環(huán)境溫度等多因素作用下的拼接誤差控制理論與方法，基于多尺度與多源異構(gòu)融合數(shù)據(jù)的大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程智能逆向建模方法等方面進(jìn)行持續(xù)攻關(guān)，以期為行業(yè)發(fā)展提供更多的技術(shù)支撐。

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