传统桥梁养护

（一）传统桥梁养护过程

传统的桥梁养护可以分为四个部分：1.检测与监测：对于中小型桥梁，主要依靠人工纸质数据采集。检查员结合目视检查和设备检查来观察和收集数据。2.条件评估：在对收集的数据进行整理后，检查员会将这些数据与相应规范进行比较，并评估桥梁各单元的状况，然后编写与全桥状况相关的桥梁检查报告。3.决策：检查报告将交给资产所有者，并根据实际情况作出最终决定。4.修复：一旦资产所有者决定修复受损桥梁。根据检查报告和养护规定，将联系施工方到现场进行维修或重建。此外，养护工作将被记录和评估。

（二）传统桥梁养护缺陷

基于上述情况，目视检查和人工评估在桥梁养护过程中扮演重要角色。但这些方法有局限性：1.目视检查是主观的，取决于桥梁检查员是否能够正确收集所有需要的信息；2.检查员只记录缺陷的类型，数量和严重程度，而不记录详细的损伤位置；3.即使安装在桥上的传感器可以收集准确的机械数据，但由于这些传感器是分散设置的，所以它们仍不能表示被检测结构的完整表面性能；4.现场的检查员可能会遇到一些安全问题。

桥梁养护中BIM及相关技术

最近，BIM，GIS，VR等信息通信技术在桥梁养护阶段越来越受欢迎。在本节中，总结了许多可以用于桥梁养护的BIM及相关技术。这些技术不仅可以提供设计和管理的先进工具来克服传统方法的缺陷，还可以改善不同组织之间的协作。

（一）准备阶段：数据库。数据库技术在这个领域显示出巨大的潜力。有价值的信息都可以被捕获并存储在数据库中，然后可以根据特定的标准自动提取。所有参与项目的人都可以根据具体目的查看所需信息，这将显着提高工作的便利性。此外，从过去的事故中学习并获得有用的经验，从而可以对未来工作中危害的更好预防。

（二）检测阶段：激光扫描。由于照片质量或照明条件差，基于视觉的检查可能会有误差。为了避免物理检测的局限性，3D激光扫描技术可作为一种可选方法。它是一种准确无接触的方式，可以收集难以到达的区域的表面信息。激光扫描是最流行的测量工具，并已广泛应用于建筑工程领域。它可以以非常高的精度直接获得三维数据（在50米处大约2-6毫米）和高测量率（高达960，000点/秒）。但是，这个方法有其局限性，无法获取语义信息对建筑构件进行评价，因此，引入建筑信息建模技术并将采集到的数据传输到BIM模型具有重要意义。

（三）评估阶段：BIM可视化。作为数字化的结果，BIM的应用可以给建筑工程行业带来的诸多益处。BIM重要的优点之一是数字模型允许用户存储大量信息，随后可以将数据可视化，从而提高对项目的理解。一个概念框架被开发出来，其中包括使用Revit对桥梁的不同单元进行建模，并随后为其分配条件状态。不同颜色用于表示各种条件，根据标准分级规范分为四类：条件1表示单元处于良好状态；条件2表示单元处于普通状态；条件3表示单元处于不良状态；条件4表示单元处于非常糟糕的状态，如下图所示。在这种情况下，BIM可以促进共享缺陷位置和严重性的信息，可以将这些信息可视化来帮助决策者进行决策。

（四）决策阶段：地理信息系统。BIM可用于描述使用详细属性和几何的建筑项目，而地理信息系统（GIS）可以获取，整合，评估和表达各种形式的地理数据。调查发现，GIS可以大大降低估算成本，提高可视化质量。

集成GIS和BIM系统的最大挑战之一是避免数据丢失。研究GIS和BIM可以集成的最有效的方法大致有三条路径：（1）那些专注于GIS的人赞成将BIM数据集成到GIS领域的方法，以创建一个采用GIS规则和技术的概览系统。（2）那些专注于BIM的人倾向于在尝试对地理空间信息（如地下管道，道路和地形）进行建模之前，先用高级语义对3D建筑进行详细建模。（3）第三种方法是将BIM和GIS集成到一个新的平台中。

迄今为止，BIM和GIS系统的全面集成尚未实现。然而，人们已经投入了大量的精力来探索可能的最佳方法。

（五）修复阶段：虚拟现实。桥梁维修的修复和重建阶段与施工阶段非常相似。因此在此阶段需要评估现场安全风险。

虚拟现实技术可以用来消除风险并为现场工作人员提供适当的培训。虚拟现实（VR）用计算机对真实场景和事件进行模拟。例如，利用虚拟3D交互技术来培训现场工作人员并突出现场风险。有研究者开发了一个多用户交互式平台，学员可以在平台上玩游戏。随后，他们利用该平台开展安全培训，加强了施工现场的安全管理。研究结果表明，虚拟培训环境可以帮助员工学习安全施工方法和流程，还可以帮助学员识别哪里存在危险

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