基于混凝土组合箱梁残缺三维激光点云的自动逆向建模方法

针对虚拟预拼装过程中,施工现场条件与构件本身性质对混凝土桥梁构件三维激光扫描及其后续逆向建模质量产生不良影响的问题,以混凝土组合箱梁为背景,提出残缺三维激光点云的自动逆向建模方法.该方法利用实测点云与设计数据最佳匹配的数学优化问题提高自动性,并采用k-d tree和最小生成树(MST)等数据结构以及算法提高计算效率和鲁...     

南宁大桥非对称外倾式钢箱拱制造技术

南宁大桥主桥为300 m跨径的曲线梁非对称外倾拱桥。拱肋由钢箱拱节段与混凝土拱肋组成,根据钢拱肋的结构特点,全桥采用三维放样技术进行整体精确放样,其制造分为单元件制造、节段匹配制造、节段预拼装及工地连接4个工艺阶段。单元件采用整体大板块工艺,拱肋节段采用总成与预拼一体化制造,倒角构造部位的面板及其上面的加劲肋直接在拱肋总成时散装。该桥采用大节段合龙。     

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥拱肋架设施工技术

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥为主跨436m的中承式钢桁-混凝土结合拱桥,提篮式拱肋与铅垂面夹角为4.62°。针对该桥结构特点和桥址处地质条件,主拱肋采用分节段工厂制造,将单元件运至岸边预拼场内,在预拼场内组拼成节段,利用大型缆索吊机,采用扣挂法悬臂拼装。其中,主桥拱肋首节段利用塔吊进行散件拼装,散拼顺序为先下后上、先内后外;拱肋标准节段在弧形胎架上进行精确组拼,采用吊重480t、跨度460m的大型缆索吊机吊装,并利用斜拉扣挂系统进行辅助安装;合龙段采用连续观测、精确配切等技术进行合龙施工;拱肋外包混凝土采用"吊挂支架法"施工。该桥已顺利合龙,且合龙精度在±2mm内,满足设计要求。     

基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法

针对桥梁预制钢构件在预装配工序缺乏数字化检测和控制整体装配误差有效技术手段等问题,提出一种基于3D激光扫描的钢桥塔节段虚拟装配方法.该方法首先针对大尺寸钢桥塔节段提出基于标靶拼接的部分特征点云扫描方案,获取其点云数据并进行逆向建模;然后,以钢桥塔节段装配面形心重合和扭转偏差最小化为手段,通过对节段关键点的制导完成钢桥塔...     

TLS在大型钢梁虚拟预拼和检测应用研究

钢结构桥梁的传统预拼接工作存在数据获取效率低、实地操作困难和成本高等问题,针对上述问题,以长益高速公路扩容工程为例,结合地面固定式三维激光扫描技术,详细阐述了基于三维激光点云数据的多跨π型钢混组合结构桥梁的虚拟预拼和检测方法。主要步骤为扫描设计、点云获取、数据处理及建模、虚拟预拼及误差检测。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装预测的迭代前进算法

讨论了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装施工的特点以及由此产生的吊装预测计算中的问题,提出了基于迭代理论的前进算法,较好地模拟了拱肋吊装施工过程,计算拱肋吊装的预抬标高、各吊装阶段的扣索索力及控制点标高,为施工和监控提供依据。     

泉州湾跨海大桥主桥组合梁整体节段制造关键技术

泉州湾跨海大桥主桥组合梁采用整体节段制造安装、场地横向反拱及节段间桥面板胶接缝拼接等全新施工工艺,国内外均无实施先例。针对组合梁整体节段制造工艺中存在的技术难题,开展了大量的方案比选及试验研究工作,该文介绍了桥面板匹配预制、总拼场地布置、钢梁横向反拱施加预应力、组合梁匹配拼装等关键技术。     

南浦溪特大桥钢管拱肋悬拼阶段拱脚约束方式研究

南浦溪特大桥主桥为主跨258 m的钢管混凝土桁架上承式拱桥,拱肋为等截面钢管混凝土桁架结构,2道拱肋间距17.0 m,拱肋间布置13道横撑,单片拱肋由4根φ1200 mm×22 mm主钢管、水平向缀板和竖向腹杆组成.拱肋在工厂分段、分部件加工预拼合格后,运至现场拼装成吊装节段,采用缆索吊装斜拉扣挂法进行悬臂拼装.拱肋吊...     

杭州市九堡大桥主桥拱肋制造及安装技术

杭州九堡大桥主桥为3×210 m结合梁-钢拱组合体系拱桥.拱肋系统由主拱肋,副拱肋,主、副拱肋之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成.拱肋采用分节段工厂内制造、现场拼装成整体后顶推施工.为保证拱肋制造精度符合要求,每跨主拱、副拱分别划分为14、13个吊装节段,采用“以直代曲”的方法近似拟合拱肋曲线,并定制相应的胎架进行制造.拱肋节段制造完后利用平板车运至主拼装场,用120 t龙门吊提升至拼装平台,松开龙门吊吊钩后利用三向调位千斤顶进行高程、里程(纵向)及横向精确调位,然后进行拱肋的焊接.九堡大桥拱肋按照该方法施工最终保证了拱肋线形连续性,提高了拱肋安装定位的精度和速度,确保了施工质量.     

钢管混凝土拱桥施工仿真计算可视化

针对钢管混凝土拱桥拱肋吊装施工特点和控制要求，提出了按照迭代前进算法对拱肋拼装过程进行仿真计算的可视化实现模式。并且介绍了利用可视化技术进行仿真计算能够形象地再现现场，快捷地实现对拱肋吊装施工进行吊装预测、现场实时监控，为施工控制提供了有效的手段。     

中承式钢箱提篮拱桥拱肋安装施工技术

车田江大桥主桥为280 m中承式钢箱提篮拱，拱肋采用全焊钢箱结构，拱肋安装采用缆索吊装和斜拉扣挂工艺。通过介绍该桥拱肋节段悬臂拼装施工技术，如拱肋首节段采用定位支架精确定位，拱肋标准节段采用缆索吊机配合斜拉扣挂系统进行精确安装，合龙段通过持续观测、吊装姿态模拟及精确配切等技术实现了拱肋的顺利合龙，可为类似工程提供参考。     

基于机械臂的隧道波纹钢支护结构装配控制技术探究

为研究隧道新型波纹钢初期支护快速装配施工技术,基于隧道施工常用工业机械臂分析实现搬运装配等特定功能的控制方 法和二次开发手段。主要研究和结论如下: 1)从机械臂的计算机集成控制角度出发,提出实现工业机械臂二次开发功能(如智能 装配或搬运)的研究思路。研究中选用ABB 机器人RobotStudio 离线编程平台,完成机械臂运动算法的预编程。机械臂与计算机之 间采用PC SDK 方式进行通信,交换运动目标点等数据。在计算机端联合开发设计C#程序模块,实现网络集成控制及用户交互的 功能。2)为验证控制方案的合理性,在RobotStudio 中导入波纹钢3D 模型并搭建机械臂装配虚拟仿真试验平台,设置工作站I/ O 信 号逻辑。3)利用二次开发软件控制波纹钢搬运装配运动的仿真试验运行成功,验证了基于机械臂的波纹钢装配集成控制技术的可 行性,虚拟试验仿真数据可以为实际应用提供可靠的参考,并为未来波纹钢支护结构装配施工智能化的相关研究提供基础成果。     

锂离子动力电池智能制造系统及应用

锂离子电池的制造工艺流程是高度复杂的系统,涉及电极材料、制造工艺和电解液的相互匹配和关联性,而这种匹配和关联性直接影响锂离子电池最终产品的性能.因此,有必要发展锂离子电池智能制造系统,加快科研成果的产业化速率.为此,提出了数据采集技术在锂离子电池生产过程的应用方法,采集生产层多通讯协议的数据,通过物联网标识技术,将最终...     

500 m级钢管拱桥成拱计算与控制方法

在大跨径的钢管混凝土拱桥中，钢管拱肋的斜拉扣挂成拱过程面临计算困难、大悬臂结构频繁调整、成拱状态偏离等难题。在成拱的理论计算方面，引入了基于无应力参数精确控制的成拱控制方法，明确了大跨径钢管拱斜拉扣挂施工过程控制目标。基于该控制方法，构建了钢管拱桥的成拱计算理论方法。该计算理论首次给出了钢管拱肋合龙前后的力学状态联系方程，建立了成拱后拱肋线形误差与施工过程索力的数学关系，构建了同时考虑施工全过程约束条件与成拱后线形偏差的一次调索优化模型。该一次调索优化模型可在任意给定的成拱线形误差范围和施工过程中的塔偏、封铰、合龙等耦合约束条件下，求解最优的扣背索一次张拉索力。在成拱施工控制方面，首次提出采用三维扫描技术进行大型钢管拱肋的无应力参数精确控制与检测方法，给出了详细的封铰控制、拱肋节段无应力参数控制和合龙控制的具体实施方法。在跨径为507 m的合江长江公路大桥的建设全过程,采用了所提出成拱计算理论与控制方法。实践表明:所提出的成拱计算理论具有控制目标少、计算目标明确、索力分布与张拉最优的优点；所提出的控制方法确保了钢管拱肋制造与安装无应力尺寸的精度，极大地减少了施工过程中拱肋线形误差调整次数。大桥拱肋成拱后实测结果表明，拱肋线形与应力状态与一次落架状态吻合良好。     

基于大数据技术的城市交通在线实验环境设计

城市智能交通系统解决方案的开发和验证是制约我国城市智能交通系统应用的1个重要因素。针对我国城市智能交通系统解决方案验证的需求,应用大数据理论和方法,提出了1个基于大数据技术的城市交通在线实验环境,论述了其主要需求和特点,给出了其功能框架和物理框架,并采用当前主流的 Hadoop开源框架,基于 HDFS数据存储和MapReduce数据并行处理机制建立了该实验环境的软件实施框架。利用该实验环境可定制并创建面向用户的城市智能交通业务分析虚拟实验室,实现城市智能交通系统解决方案的快速开发和验证,有助于我国城市智能交通系统的开发和建设。      

基于三维光学扫描的发动机气管质量检测方法

发动机气管产品设计初期,须制造产品样机验证设计方案.在无检具的情况下,常规检测设备无法实现产品检测.利用三维光学扫描设备结合检测软件,采集产品点云数据、点云杂点噪点数据处理、产品模型与点云数据基准对齐、尺寸分析可实现产品制造质量检测.通过具体样件检测验证分析,找出了同批次产品装配干涉问题点,为产品后续改进提供了数据参考...     

工程车辆智能换挡规律的仿真

以装载机为研究对象,分析了工程车辆自动变速系统的结构及原理,建立了工程车辆电控自动变速系统组成原理图。针对工程车辆的作业特点,以适应性和在线实时性等综合性能最优为控制目标,确定了工程车辆智能换挡规律控制原则。基于仿人智能模糊控制方法,对换挡规律进行了分析研究,建立了装载机动力传动系统动态仿真模型,并应用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析。仿真结果表明,将仿人智能模糊控制方法应用于工程车辆智能变速系统具有可行性。     

面向车道变换的路径规划及模型预测轨迹跟踪

为解决智能车辆在车道变换过程中的路径规划和路径跟踪问题,首先,利用梯形加速度法设计了车道变换虚拟理想轨迹,该路径规划方法的适应性取决于车道变换时间、横向加速度及变化率等关键变量的约束条件,因而对各关键变量之间的数学关系进行了定量计算,并绘制了不同工况下的车道变换虚拟理想轨迹,用于分析各关键变量对路径规划的影响;其次,建立了线性离散的车辆动力学预测模型,综合分析了车辆模型的控制输入、状态变量以及道路结构参数等约束条件,构建了多约束模型预测控制（MMPC）系统用于车道变换路径跟踪,并基于Hildreth二次规划算法对其目标函数进行了求解,获得前轮转向角控制量,从而保证智能车辆在车道变换过程中的路径跟踪性能及操纵稳定性能;最后,利用MATLAB和Carsim软件对提出的多约束模型预测控制系统进行联合仿真,并构建单约束模型预测控制（SMPC）系统与其进行性能比较,分别对车道变换时间为3 s和6 s时的车道变换性能进行比较分析。结果表明：当车道变换时间为6 s时,2种控制系统都能较好地实现车道变换功能;当车道变换时间为3 s时,与SMPC控制系统相比较,MMPC控制系统能够在有效跟踪期望行驶路径的同时改善车辆的操纵稳定性,从而提高车辆在路径跟踪过程中的主动安全性能。     

智能路面发展与展望

为了促进智能路面的发展,综述了智能路面各项技术的研究进展和发展趋势。首先提出了智能路面的定义,在此基础上明确了智能路面的体系架构,包括路面信息感知获取层、信息集成处理层、综合服务层和能量供给层;重点介绍了智能路面信息采集技术、信息管理与分析技术、能量收集与利用技术、自我调节技术和基于智能路面的车路协同技术等关键技术的发展现状,讨论了智能路面的设计和建造方法;最后提出了智能路面现有研究存在的问题和不足,并对其今后的发展做出展望。研究结果表明：智能路面是由特定的结构材料、感知网络、信息中心、通信网络和能源系统组成,具有多种智能,并且能够为人、车、环境提供服务的道路路面;智能路面的发展将有助于充分发挥道路自身潜力和适应未来的交通工具;在路面信息的采集过程中,传感器在耐久性和实用性等方面存在的技术难题仍需进一步解决;智能路面的各种能量收集和自我调节技术应着重解决低成本和高性能的问题;物联网、大数据、云计算和各种人工智能方法在智能路面的监测和管理过程中具有广阔的应用前景;智能路面作为一种新型的道路路面,其设计和施工可以结合建筑信息模型（BIM）、模块化施工、3D打印和智能压实技术,集合成一套新的建造工艺。