第章建養(yǎng)一體數(shù)字化技術(shù)《城市地下空間建設(shè)新技術(shù)》

建養(yǎng)一體數(shù)字化技術(shù)及其在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)中心同濟(jì)大學(xué)土木信息技術(shù)教育部工程研究中心全國(guó)注冊(cè)土木（巖土）工程師培訓(xùn)匯報(bào)內(nèi)容問題的提出一建養(yǎng)一體化的理念與實(shí)現(xiàn)二DUSE基礎(chǔ)信息支撐平臺(tái)四在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用五結(jié)語六建養(yǎng)一體數(shù)字化技術(shù)三匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容問題的提出一建養(yǎng)一體化的理念與實(shí)現(xiàn)二DUSE基礎(chǔ)信息支撐平臺(tái)四在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用五結(jié)語六建養(yǎng)一體數(shù)字化技術(shù)三1.1基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的艱巨性《交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》：2015年，國(guó)家高速公路網(wǎng)基本建成，總里程達(dá)到10.8萬公里，覆蓋90%以上的20萬以上城鎮(zhèn)。《中國(guó)鐵路中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》：2020年，規(guī)劃“四縱四橫”鐵路及三個(gè)城際快速客運(yùn)通道，200公里及以上時(shí)速高鐵路超過1.8萬公里，占世界高速鐵路一半以上?！吨袊?guó)民用機(jī)場(chǎng)布局規(guī)劃》：2020年，民用機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)244個(gè)，重點(diǎn)培育國(guó)際樞紐、區(qū)域中心和門戶機(jī)場(chǎng)，完善干線機(jī)場(chǎng)功能，適度增加支線機(jī)場(chǎng)布點(diǎn)。2015年,25個(gè)城市,87條線路運(yùn)營(yíng),總投資1萬億元高速公路高速鐵路城市軌道交通民用機(jī)場(chǎng)五倍定律（ASCE報(bào)告）：維護(hù)不及時(shí)，將導(dǎo)致服役期土木結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)是建造費(fèi)的5倍級(jí)數(shù)增長(zhǎng)1.2基礎(chǔ)設(shè)施安全維護(hù)的緊迫性緊迫基礎(chǔ)設(shè)施—從建設(shè)為主向“建養(yǎng)”并重轉(zhuǎn)變建設(shè)周期幾年,而運(yùn)營(yíng)維護(hù)周期為幾十年,甚至上百年例如，到2015年中國(guó)地鐵建設(shè)投資額1萬億，按照五倍定律，如果不及時(shí)維護(hù)，其維護(hù)費(fèi)用會(huì)達(dá)到幾萬億甚至幾十萬億日本國(guó)土交通省基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)是機(jī)電設(shè)備賴以存在和發(fā)揮功能的基礎(chǔ)。一旦結(jié)構(gòu)失效失穩(wěn)或變形不可逆轉(zhuǎn),后果不堪設(shè)想。2009年12月22日，1號(hào)線因盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的碳纖維修補(bǔ)材料意外脫落造成電線短路，誘發(fā)兩車碰撞事故1號(hào)線全線癱瘓長(zhǎng)達(dá)4小時(shí)以上，16萬人滯留或受困1.2基礎(chǔ)設(shè)施安全維護(hù)的重要性上述事故亦表明：建設(shè)期存在的工程病患在運(yùn)營(yíng)期若不及時(shí)分析、檢查和有效地維護(hù)，將會(huì)導(dǎo)致工程的重大安全事故

五倍定律（ASCE報(bào)告）：維護(hù)不及時(shí)，將導(dǎo)致服役期土木結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)是建造費(fèi)的5倍級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。2008年我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)投資達(dá)4萬億，按照五倍定律，若不及時(shí)維護(hù)，其維護(hù)費(fèi)用將達(dá)到幾萬億甚至幾十萬億?。?！1.3基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)面臨的重要性基礎(chǔ)設(shè)施包含隧道、橋梁、道路，其養(yǎng)護(hù)一直是個(gè)世界性的難題，面臨巨大的挑戰(zhàn)！1995年，俄羅斯圣彼得堡地鐵一號(hào)線因施工期塌方、且養(yǎng)護(hù)不周導(dǎo)致隧道報(bào)廢，重建時(shí)間8年，耗資1.45億美元封堵報(bào)廢緊迫匯報(bào)內(nèi)容問題的提出一建養(yǎng)一體化的理念與實(shí)現(xiàn)二DUSE基礎(chǔ)信息支撐平臺(tái)四在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用五結(jié)語六建養(yǎng)一體數(shù)字化技術(shù)三2.1工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)內(nèi)容基礎(chǔ)設(shè)施（Infrastructure)：公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、城市軌道交通、通訊等公共交通設(shè)施道路、橋梁、隧道、邊坡工程建設(shè)內(nèi)容：指有組織、有目的的投資興建固定資產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，包括工程的建設(shè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)特征等，涉及規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)與檢測(cè)等。工程養(yǎng)護(hù)內(nèi)容：涉及對(duì)工程結(jié)構(gòu)、機(jī)電與附屬設(shè)施的定期檢查、檢測(cè)評(píng)估、維修加固及檔案資料建立等。2.3工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)中的問題與擬解決辦法工程建設(shè)管理中的“孤島效應(yīng)”信息的孤島效應(yīng)：各部門建立了一系列為自身服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等，但由于相互間的技術(shù)、行業(yè)與基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)等不一致，導(dǎo)致信息不能共享：總體規(guī)劃缺乏信息孤島系統(tǒng)自我封閉應(yīng)用孤島資源管理獨(dú)立資源孤島設(shè)計(jì)—招投標(biāo)—采納—選擇—建造—完成—維護(hù)管理間信息繼承的不連續(xù)性傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型養(yǎng)護(hù)管理模式建養(yǎng)分離,“重建輕養(yǎng)”思想嚴(yán)重養(yǎng)護(hù)管理體制不完善、運(yùn)行機(jī)制落后養(yǎng)護(hù)定額與規(guī)范缺乏養(yǎng)護(hù)機(jī)械配套率不足，養(yǎng)護(hù)科技含量低養(yǎng)護(hù)管理人員總體素質(zhì)偏低工程信息繼承的不連續(xù)性2.4建養(yǎng)一體體化理念念建養(yǎng)一體體化：從建設(shè)和和養(yǎng)護(hù)一一體化角角度出發(fā)發(fā)，綜合合采用工工程、經(jīng)經(jīng)濟(jì)和管管理等手手段，以以最優(yōu)化的的方式達(dá)到工程程所需的的服役性性能。建設(shè)與養(yǎng)養(yǎng)護(hù)一體體化信息息平臺(tái)工程經(jīng)濟(jì)管理最優(yōu)服役性能能2.5基礎(chǔ)設(shè)施施建設(shè)與與養(yǎng)護(hù)的的數(shù)字化化技術(shù)引入數(shù)字字化技術(shù)術(shù)建養(yǎng)一體化在養(yǎng)護(hù)中延續(xù)建設(shè)歷史（將建造狀態(tài)作為養(yǎng)護(hù)的初始狀態(tài)）在建設(shè)中融入養(yǎng)護(hù)需求（從全壽命期角度考慮設(shè)計(jì)方案）工程從使使用階段段的安全全設(shè)計(jì)發(fā)發(fā)展到全壽命期期的綜合與決決策數(shù)字化技技術(shù)向工程全方位滲滲入建養(yǎng)一體體數(shù)字化技術(shù)：實(shí)現(xiàn)建建養(yǎng)一體體化管理理與分析析的信息息技術(shù)，，包括數(shù)數(shù)據(jù)采集集、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、建模與可可視化、空間分分析與應(yīng)應(yīng)用等，，最終為為改善工工程服役役性能、、提高工工程使用用壽命服服務(wù)。匯報(bào)內(nèi)容容問題的提提出一建養(yǎng)一體體化的理理念與實(shí)實(shí)現(xiàn)二DUSE基礎(chǔ)信息息支撐平平臺(tái)四在基礎(chǔ)設(shè)施中中的應(yīng)用五結(jié)語六建養(yǎng)一體數(shù)字字化技術(shù)三數(shù)字地層(1998)：利用計(jì)算機(jī)技技術(shù)，將原始地層信息息（由地殼運(yùn)動(dòng)動(dòng)和周圍環(huán)境境引起的）和和施工擾動(dòng)地層信息（由人類工程程活動(dòng)引起的的），用數(shù)字字化的方法直直觀地展現(xiàn)出出來[從數(shù)字地球到到數(shù)字地層-巖土工程發(fā)展展新思維(巖土工程程界，1998)]。數(shù)字地下空間間（2002）：將地面以下空空間中的地層層、地下水資資源、地下管管線、地下構(gòu)構(gòu)筑物等多源源信息集成，，利用數(shù)字化化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地下空間信信息的數(shù)字化化管理，包括括數(shù)字地層、數(shù)數(shù)字地下管線線、數(shù)字地下下構(gòu)筑物三大部分。數(shù)字化工程(2005)：對(duì)工程對(duì)象的的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)營(yíng)全過程進(jìn)行行數(shù)字化,建立工程的“病歷單”，最終建成成工程對(duì)象的的“數(shù)字化博物館館”。3.1DUSE框架體系數(shù)字地下空間間與工程系統(tǒng)統(tǒng)DigitalUndergroundSpaceandEngineering-DUSE數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分類與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)空間建模與可可視化空間分析與應(yīng)用3.1DUSE框架體系目標(biāo)：為地下下空間與工程程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)營(yíng)和管理提供供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)以及高效的信息服服務(wù)基礎(chǔ)：將地下下空間與工程程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)及維護(hù)信息，以及周邊地上、地下信息進(jìn)行有機(jī)機(jī)集成及動(dòng)態(tài)態(tài)更新功能：專業(yè)建模、三維可可視化、空間分析、、數(shù)值分析3.2DUSE的目標(biāo)與功能能傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)利利用模式數(shù)字化的數(shù)據(jù)據(jù)利用模式3.3DUSE的建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)據(jù)模式與集集成簡(jiǎn)單查詢專業(yè)分析信息加工與服服務(wù)高級(jí)查詢圖紙、文字、、圖像等基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理理、錄入工作作監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的人人工和自動(dòng)采集工作激光掃描和數(shù)數(shù)字照相技術(shù)(表面、形狀特特征信息采集集)3.4.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)術(shù)數(shù)字圖像技術(shù)術(shù)數(shù)字照相圖像處理圖像增強(qiáng)圖像重構(gòu)圖像分割圖像識(shí)別圖像理解……本質(zhì)是一個(gè)信信息獲取記錄錄的過程，其其核心在于能能夠記錄光線線信息的數(shù)字傳感器CCD(charge-coupleddevice)或CMOS（complementarymetal-oxidesemiconductor）。利用計(jì)算機(jī)對(duì)對(duì)數(shù)碼相機(jī)所獲得的圖像進(jìn)行處理并提取所需信信息的過程。。3.4.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)術(shù)_數(shù)字圖像技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接縫張開圖像的處理3.4.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)術(shù)_數(shù)字圖像技術(shù)術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)滲漏水圖像的處理3.4.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)術(shù)_數(shù)字圖像技術(shù)術(shù)工程地質(zhì)數(shù)據(jù)據(jù)地下管線數(shù)據(jù)城市道路數(shù)據(jù)交通分區(qū)基本本信息、道路路統(tǒng)計(jì)、道路路圖幅劃分、、道路基本信信息、道路軌軌跡點(diǎn)描述、、道路斷面描描述、道路幾幾何軸線、道道路軌跡點(diǎn)拓拓?fù)潢P(guān)系管線測(cè)區(qū)基本本信息、管線線統(tǒng)計(jì)、管線線圖幅統(tǒng)計(jì)、、管線基本信信息、管段節(jié)節(jié)點(diǎn)、圓管描描述、方管描描述、管線幾幾何軸線、管管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)、變變徑點(diǎn)、管點(diǎn)點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系、、上水管線、、閥門井或窖窖井、消防栓栓、閥門、預(yù)預(yù)留口、水表表、用戶、排排水管線、窖窖井、雨水箆箆、排污口、、污水廠、燃燃?xì)夤芫€、凝凝水缸、閥門門、管帽、波波形伸縮管、、熱力管線、、窖井、工業(yè)業(yè)管線、窖井井、閥門、電電力管線、窖窖井、上桿、、接線箱、電電信管線、手手孔、窖井、、接線箱分層標(biāo)準(zhǔn)基基本信息、、標(biāo)準(zhǔn)地層信息描述、地層層物理統(tǒng)計(jì)計(jì)指標(biāo)、地地層力學(xué)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)、、鉆孔分級(jí)級(jí)信息表、、鉆孔類型型信息表、、工程地質(zhì)質(zhì)鉆孔基本本信息、工工程地質(zhì)鉆鉆孔土層描描述、工程程地質(zhì)鉆孔孔巖石描述述、工程地地質(zhì)巖樣試試驗(yàn)、工程程地質(zhì)鉆孔孔土樣描述述、工程地地質(zhì)鉆孔土土樣試驗(yàn)、、工程地質(zhì)質(zhì)三軸壓縮縮試驗(yàn)、工工程地質(zhì)粒粒徑級(jí)配曲曲線試驗(yàn)、、工程地質(zhì)質(zhì)固結(jié)試驗(yàn)驗(yàn)、工程地地質(zhì)高壓固固結(jié)試驗(yàn)、、工程地質(zhì)質(zhì)動(dòng)三軸試試驗(yàn)、工程程地質(zhì)潮濕濕度測(cè)試、、工程地質(zhì)質(zhì)鉆孔柱狀狀圖文件、、工程地質(zhì)質(zhì)說明文檔檔、工程地地質(zhì)說明圖圖紙3.4.2數(shù)據(jù)分類、、模型與平平臺(tái)_綜合信息數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)（部部分內(nèi)容））3.4.3空間建模與可視視化_數(shù)字地層空空間建模如果某個(gè)鉆鉆孔缺失了了其中的一一些地層，，則根據(jù)地地層的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層序，在在該鉆孔中中相應(yīng)插入入厚度為零零的虛擬地地層。根據(jù)研究區(qū)區(qū)域的形狀狀（如矩形形），通過過鉆孔采樣樣點(diǎn)地層信信息對(duì)m×n網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行行空間插值值，根據(jù)空空間不共線線三點(diǎn)可以以組成一空空間平面的的公理，一一個(gè)矩形格格劃分為兩兩個(gè)三角形形，表面三三角形個(gè)數(shù)數(shù)為m×n×2。由于該三三角網(wǎng)作為為生成三維維地層的基基準(zhǔn)面，所所以稱為表表面基準(zhǔn)三三角網(wǎng)。由表面基準(zhǔn)準(zhǔn)三角網(wǎng)開開始，采用用自上而下下將三角面面片延伸成成三棱柱的的方法，就就可以建立立整個(gè)三維地層。鉆孔預(yù)處理理地層三棱柱柱生成3.4.3空間建模與與可視化_鉆孔建模關(guān)鍵步驟：：鉆孔拓?fù)潢P(guān)系建立地層連接推理生成地質(zhì)模型3.4.3空間建模與與可視化_鉆孔建模地表高程等等值線(Kriging法)地表高程等等值線(WINSURF計(jì)算)對(duì)比相差值值奇異系數(shù)空空間分布地表高程等等值線(考慮局部奇奇異性)三維地表高高程3.4.3空間建模與與可視化_地層建模插插值鉆孔全局分分布視圖鉆孔局部放放大視圖原始鉆孔數(shù)數(shù)字地層空間插值數(shù)數(shù)字地層空間綜合數(shù)數(shù)字模型3.4.3空間建模與與可視化_鉆孔建模3.4.3空間建模與與可視化_層剖面建模模復(fù)雜場(chǎng)地條條件剖面建模一體化（Integration）：指兩個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和應(yīng)用用的一體化運(yùn)運(yùn)行，是指指在完成組組織的任務(wù)務(wù)中使各分分系統(tǒng)努力力達(dá)到有機(jī)機(jī)統(tǒng)一的過過程。數(shù)字與數(shù)值值一體化：：是指對(duì)數(shù)字化與數(shù)數(shù)值分析的一體化集集成,這里指數(shù)字字地下空間間與工程信信息系統(tǒng)（（DUSES）和數(shù)值分分析系統(tǒng)的的有機(jī)集成成。3.4.4空間分析與與應(yīng)用_數(shù)字與數(shù)值值一體化基于DUSE的一體化組組織結(jié)構(gòu)一體化實(shí)施施框架：3.4.4空間分析與與應(yīng)用_數(shù)字與數(shù)值值一體化匯報(bào)內(nèi)容問題的提出出一建養(yǎng)一體化化的理念與與實(shí)現(xiàn)二DUSE基礎(chǔ)信息支支撐平臺(tái)四在基礎(chǔ)設(shè)施施中的應(yīng)用用五結(jié)語六建養(yǎng)一體數(shù)字化技術(shù)三4.1基于DUSE平臺(tái)的建養(yǎng)養(yǎng)一體化框框架體系建設(shè)期數(shù)據(jù)收集與分析數(shù)字化平臺(tái)可能病害及成因分析動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)健康/性能評(píng)估基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)隧道、橋梁梁和道路病病害類型及及成因隧道病害故故障分析樹樹、病害力力學(xué)計(jì)算模模型橋梁性能退退化模型隧道、橋梁梁和道路養(yǎng)養(yǎng)護(hù)內(nèi)容與與方法隧道、橋梁梁和道路出出現(xiàn)病害時(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)調(diào)整方案道路維修決策樹樹與養(yǎng)護(hù)時(shí)間間決策模型型隧道和橋梁梁健康評(píng)價(jià)價(jià)體系、評(píng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與與評(píng)估方法法道路狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與路況性能能預(yù)測(cè)模型數(shù)字化理論論體系與方方法建養(yǎng)一體數(shù)字化平臺(tái)臺(tái)數(shù)據(jù)管理可視化網(wǎng)絡(luò)化4.2基礎(chǔ)設(shè)施建建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化技術(shù)術(shù)首次提出了基于因特網(wǎng)的交通設(shè)施數(shù)字化平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)，建立了基于工程結(jié)構(gòu)分解樹的數(shù)字化模型首次建立了基礎(chǔ)設(shè)施建養(yǎng)一體數(shù)字化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的一體化管理建立了基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)分類和標(biāo)準(zhǔn)化方案，并設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)設(shè)施全壽命周期數(shù)據(jù)庫(kù)建養(yǎng)一體數(shù)據(jù)的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)數(shù)字化平臺(tái)臺(tái)架構(gòu)數(shù)據(jù)分類和和標(biāo)準(zhǔn)化方方案建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化平臺(tái)臺(tái)提出了適合于基礎(chǔ)設(shè)施的三維全自動(dòng)建模方法，再現(xiàn)施工過程，動(dòng)態(tài)模擬了運(yùn)營(yíng)期出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)病害；基于鉆孔的二分拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和廣義三棱柱數(shù)據(jù)模型，提出了適合于三維地層全自動(dòng)建模方法基礎(chǔ)設(shè)施三維建模方法與信息集成技術(shù)特大型基礎(chǔ)礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施施的三維全自動(dòng)動(dòng)建模特大型基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施三維可視化化大場(chǎng)景（大大模型）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理技術(shù)提出了大場(chǎng)景實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理技術(shù)，保證了良好的三維可視化效率提出了多源信息可視化集成方法，滿足了對(duì)信息可視化表達(dá)與應(yīng)用的不同需求4.2基礎(chǔ)設(shè)施建建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化技術(shù)術(shù)提出了采用用廣義三棱棱柱(GTP)數(shù)據(jù)模型的的地層建模方法，該方方法完全基基于鉆孔數(shù)數(shù)據(jù)。無需人工干干預(yù)，特別別適合于處處理成層地地狀的情況況，可以較較好地處理理地層褶皺、、地層尖滅滅和透晶體體等地質(zhì)現(xiàn)象象。5-3t夾層4.2.3三維地層與與結(jié)構(gòu)建模模方法4.2基礎(chǔ)設(shè)施建建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化技術(shù)術(shù)提出將基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施模型型拆分若干干個(gè)子模型型，子模型型由基本構(gòu)構(gòu)件拼裝而而成，引入入構(gòu)件時(shí)間間以描述施施工過程。。建模過程有有全量和增增量?jī)煞N表表達(dá)形式，，具有節(jié)約約建模時(shí)間間節(jié)省、建建模文件小小、便于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)鹊葍?yōu)點(diǎn)。開發(fā)了盾構(gòu)隧道軸軸線解算與與通用管片自動(dòng)拼拼裝算法，用于建立立盾構(gòu)隧道二二維、三維維模型。4.2.3三維地層與與結(jié)構(gòu)建模模方法4.2基礎(chǔ)設(shè)施建建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化技術(shù)術(shù)4.2.4可視化技術(shù)術(shù)以細(xì)節(jié)層次次(LOD)技術(shù)為基礎(chǔ)礎(chǔ)，提出了了大場(chǎng)景實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管管理技術(shù)，為大大模型、大大場(chǎng)景情況況下可視化化系統(tǒng)高效效運(yùn)行提供供了技術(shù)依依據(jù)。提出了細(xì)節(jié)節(jié)層次、數(shù)數(shù)據(jù)分層、、主題管理理和空間暗暗示等多種種可視化信信息方式，，以使信息可視化化達(dá)到較好的的效果。研制了基于于虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)的可可視化控件件，可以直直接嵌入到到IE瀏覽器中，，在方便用用戶使用的的同時(shí)，達(dá)達(dá)到了逼真真的可視化化效果。4.2基礎(chǔ)設(shè)施建建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化技術(shù)術(shù)匯報(bào)內(nèi)容問題的提出出一建養(yǎng)一體化化的理念與與實(shí)現(xiàn)二DUSE基礎(chǔ)信息支支撐平臺(tái)四在基礎(chǔ)設(shè)施施中的應(yīng)用用五結(jié)語六建養(yǎng)一體數(shù)數(shù)字化技術(shù)術(shù)三崇明蘇江浙國(guó)際空港深水港上海江五號(hào)溝至江江蘇海門約約106km,至江蘇啟東東約90km工程線位5.1工程介紹線路走向南隧北橋8.95km9.97km25.5km2.31km3.95km隧道結(jié)構(gòu)接線橋梁結(jié)構(gòu)接線潘園公路立交五號(hào)溝立交服務(wù)區(qū)陳海公路立交5.1工程介紹上海長(zhǎng)江隧道工工程橫斷面布置工程以盾構(gòu)隧道方式穿越長(zhǎng)江南南港水域，長(zhǎng)約約7.5Km;隧道外徑15m，橫斷面分為五五孔三廊空間；；最上層為排煙通道，高度為1.90m；中間為三車道公路交通層，建建筑界限為12.25×5.2m；下層中間是軌道交通層，尺寸為為3.7×4.2m，其兩側(cè)分別是是人員疏散通道道和設(shè)備線纜通通道。5.1工程介紹根據(jù)地形特點(diǎn)分分為：江中砂洲區(qū)橋梁梁：60m的節(jié)段預(yù)制拼裝裝預(yù)應(yīng)力混凝土土連續(xù)箱梁深水非通航孔橋橋梁：105m鋼-混凝土組合梁區(qū)區(qū)和70m梁區(qū)主通航孔橋梁：：主跨730m的全漂浮體系分分離式鋼箱梁輔通航孔橋梁：：主跨140m的預(yù)應(yīng)力混凝土土連續(xù)箱梁上海長(zhǎng)江橋梁工程5.1工程介紹5.3上海長(zhǎng)江隧道工工程損傷結(jié)構(gòu)破壞模擬試驗(yàn)系統(tǒng)首次建立了病害條件下結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型，為病害的定量化評(píng)價(jià)提供了理論基礎(chǔ)研制了一種可提供三向加卸載的多功能襯砌管片接頭力學(xué)性能試驗(yàn)系統(tǒng)，以模擬損傷結(jié)構(gòu)的破壞力學(xué)行為隧道結(jié)構(gòu)病害及成因分析首次提出建立盾構(gòu)隧道病病害成因故障分析樹，并運(yùn)用粗集理論對(duì)產(chǎn)生病害的原原因挖掘分析病害成因分析過程滲漏水計(jì)算模型5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)5.2.1隧道病害及成因因盾構(gòu)隧道病害主要分為五類：：與變形有關(guān)：接接縫張開、錯(cuò)臺(tái)臺(tái)、不均勻沉降降、收斂變形；；與受力有關(guān)：襯襯砌內(nèi)力過大、、鋼筋應(yīng)力過大大、螺栓內(nèi)力過過大以及管片裂縫；與滲漏水有關(guān)；材料性能退化，，如襯砌承載力力降低，混凝土土劣化，鋼筋銹銹蝕等；特殊病害，如火災(zāi)造成的管片爆裂裂、地震災(zāi)害等。5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)5.2.1隧道病害及成因因病害成因分析–以滲漏水為例滲漏水故障樹5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)提出了盾構(gòu)隧道接縫張開數(shù)字圖像測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)了接縫張開測(cè)量達(dá)到1mm的精度隧道監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)方法盾構(gòu)隧道滲漏水水?dāng)?shù)字圖像測(cè)量盾構(gòu)隧道接縫張張開數(shù)字圖像測(cè)量提出了盾構(gòu)隧道滲漏水?dāng)?shù)字圖像測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)了滲漏水識(shí)別率達(dá)到80%以上的要求制訂了根據(jù)檢測(cè)值的檢測(cè)周期動(dòng)態(tài)調(diào)調(diào)整方案；基于病害評(píng)價(jià)價(jià)、建養(yǎng)一體健健康狀態(tài),制訂了病害出現(xiàn)現(xiàn)時(shí)養(yǎng)護(hù)調(diào)整方案盾構(gòu)隧道養(yǎng)護(hù)方方案5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)內(nèi)容檢測(cè)位置檢測(cè)周期結(jié)構(gòu)變形沉降檢測(cè)點(diǎn)位置、沉降數(shù)值預(yù)先設(shè)定每季1次斷面輪廓檢測(cè)點(diǎn)位置、隧道橫斷面測(cè)量、周壁位移測(cè)量預(yù)先設(shè)定每季1次接縫張開接縫張開位置、接縫張開量全隧道段每?jī)稍?次錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫錯(cuò)臺(tái)位置、錯(cuò)臺(tái)量全隧道段每季1次滲漏水簡(jiǎn)單檢查滲漏點(diǎn)位置、濕潤(rùn)區(qū)域形式、濕潤(rùn)區(qū)域面積、滲漏狀態(tài)（噴射、涌流、滴漏滲漏）、是否混濁、pH值（選測(cè)）全隧道段每月1次詳細(xì)檢查在簡(jiǎn)單檢測(cè)基礎(chǔ)上取水樣進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)每?jī)稍?次江底地形河床沖刷檢查河床沖刷情況、隧道頂覆土厚度河床每年1次混凝土混凝土外觀混凝土外觀全隧道段每年2次混凝土碳化混凝土碳化深度全隧道段運(yùn)營(yíng)十年后每?jī)赡?次管片裂縫裂縫位置、幾何描述全隧道段發(fā)現(xiàn)裂縫后每月2次螺栓螺栓病害螺栓銹蝕、扭曲、病害等級(jí)評(píng)價(jià)全隧道段每年2次連接通道沉降、變形、裂縫、滲漏沉降、變形、缺損、裂縫、滲漏等病害檢測(cè)所有連接通道每年2次※

隧道養(yǎng)護(hù)方法與監(jiān)測(cè)措施基于病害評(píng)價(jià)和和健康狀態(tài)，提提出特大型越江江盾構(gòu)隧道養(yǎng)護(hù)護(hù)的具體內(nèi)容、、方法、周期以以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以及在出現(xiàn)病病害時(shí)的養(yǎng)護(hù)調(diào)調(diào)整方案，編制制了特大型越江江盾構(gòu)隧道養(yǎng)護(hù)護(hù)技術(shù)規(guī)程5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)首次采用層次分析法建立盾構(gòu)隧道病害量化評(píng)判體系隧道健康狀態(tài)評(píng)估方法盾構(gòu)隧道健康評(píng)估體系提出了基于模糊綜合評(píng)判的盾構(gòu)隧道健康狀態(tài)評(píng)估方法模糊綜合評(píng)判的隸屬度分布及及模糊綜合算子子5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)5.2.3隧道健康評(píng)價(jià)制訂了隧道健康評(píng)估定量化化的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目允許偏差（mm）檢驗(yàn)方法檢查頻率地鐵隧道公路隧道水工隧道1襯砌環(huán)直徑橢圓度±5‰D±6‰D±8‰D尺量后計(jì)算4點(diǎn)/環(huán)2隧道圓環(huán)平面位置±50±60±80用經(jīng)緯儀測(cè)中線1點(diǎn)/環(huán)3隧道圓環(huán)高程±50±60±80用水準(zhǔn)儀測(cè)高程1點(diǎn)/環(huán)4相鄰管片徑向錯(cuò)臺(tái)568用尺量4點(diǎn)/環(huán)5相鄰環(huán)片環(huán)面錯(cuò)臺(tái)679用尺量1點(diǎn)/環(huán)5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)健康狀態(tài)評(píng)估方法在上海長(zhǎng)江隧道中中的應(yīng)用5.3越江盾構(gòu)隧道建建養(yǎng)一體化技術(shù)術(shù)5.4上海長(zhǎng)江橋梁工工程橋梁可能病害※橋梁結(jié)構(gòu)病害及成因分析5.4越江橋梁建養(yǎng)一一體化技術(shù)針對(duì)典型風(fēng)險(xiǎn)事事態(tài)的橋梁應(yīng)對(duì)措施及及養(yǎng)護(hù)對(duì)策橋梁監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)方法研發(fā)了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步裝置和數(shù)據(jù)采集模塊，提出了一整套針對(duì)典型風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)的橋梁應(yīng)對(duì)措施及養(yǎng)護(hù)對(duì)策，實(shí)現(xiàn)了第一時(shí)間內(nèi)的正確響應(yīng)基于建養(yǎng)一體化理念發(fā)展了大跨徑橋梁構(gòu)件的退化規(guī)律分析理論，為大橋構(gòu)件的監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)周期提供了重要依據(jù)斜拉索模型及疲勞分析析5.4越江橋梁建養(yǎng)一一體化技術(shù)養(yǎng)護(hù)手冊(cè)主橋鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)引橋混凝土結(jié)構(gòu)引橋組合梁結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)交通安全設(shè)施養(yǎng)護(hù)質(zhì)量評(píng)定鋼箱梁檢查與維護(hù)拉索的檢查與養(yǎng)護(hù)橋塔的檢查與養(yǎng)護(hù)附屬結(jié)構(gòu)特殊檢查鋼箱梁的涂裝維護(hù)勞動(dòng)保護(hù)及安全防火砼橋涵基本情況

檢查和巡視維修與養(yǎng)護(hù)橋梁概況組合梁的養(yǎng)護(hù)橋梁概況檢查

養(yǎng)護(hù)與維修交通安全設(shè)施交通標(biāo)志、標(biāo)線路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量指數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況綜合養(yǎng)護(hù)質(zhì)量指數(shù)針對(duì)橋梁不同區(qū)區(qū)段、不同病害害研究制訂相應(yīng)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)；；針對(duì)工程具體體特點(diǎn)，例如公公軌結(jié)合、22萬伏高壓電纜等等，研究相應(yīng)的的養(yǎng)護(hù)措施給出了檢查的具具體內(nèi)容、方法法、周期以及評(píng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并制制訂了出現(xiàn)病害害時(shí)的養(yǎng)護(hù)監(jiān)測(cè)測(cè)周期調(diào)整方案案，編寫了《上海長(zhǎng)江大橋養(yǎng)護(hù)手冊(cè)》5.4越江橋梁建養(yǎng)一一體化技術(shù)建立模型對(duì)大橋橋的斜拉索進(jìn)行行疲勞退化分析，根據(jù)疲勞損傷傷度將拉索的疲疲勞分為四個(gè)等等級(jí)，給出了每每個(gè)等級(jí)應(yīng)采取取的相應(yīng)措施。※橋梁養(yǎng)護(hù)方法與與監(jiān)測(cè)措施5.4越江橋梁建養(yǎng)一一體化技術(shù)發(fā)生極端事件時(shí)時(shí)的應(yīng)對(duì)措施(極端氣溫、極端端大風(fēng))極端事件應(yīng)對(duì)措措施與檢查內(nèi)容容--以極端大風(fēng)為例例的耐久性主要要設(shè)計(jì)參數(shù)定量量敏感性分析5.4越江橋梁建養(yǎng)一一體化技術(shù)橋梁實(shí)時(shí)健康評(píng)估軟件橋梁健康狀態(tài)評(píng)估方法提出了基于模糊推理方法橋梁健康狀態(tài)評(píng)估模型，編制了橋梁實(shí)時(shí)健康評(píng)估軟件針對(duì)特大型越江橋梁的復(fù)雜運(yùn)營(yíng)環(huán)境與構(gòu)件繁多的特點(diǎn)，編制了相應(yīng)的大橋養(yǎng)護(hù)手冊(cè)上海長(zhǎng)江大橋養(yǎng)護(hù)手冊(cè)5.4越江橋梁建養(yǎng)一一體化技術(shù)5.5上海長(zhǎng)江道路工工程605.5越江基礎(chǔ)設(shè)施道道路建養(yǎng)一體化化技術(shù)針對(duì)大交通量、長(zhǎng)江口特殊環(huán)境條件，研發(fā)了道路性能狀態(tài)實(shí)時(shí)感知與遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)道路性能和狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與傳輸揭示了長(zhǎng)江口細(xì)砂特殊路基及路面的性能衰變規(guī)律和病害特征，開發(fā)了隱性病害的綜合探測(cè)系統(tǒng)與處治技術(shù)HWD車輛長(zhǎng)江口細(xì)砂特殊殊路基及路面病病害特征系統(tǒng)功能拓?fù)洌海?.5越江基礎(chǔ)設(shè)施道道路建養(yǎng)一體化化技術(shù)1.勘察數(shù)據(jù)—表現(xiàn)形式：5.5越江基礎(chǔ)設(shè)施道道路建養(yǎng)一體化化技術(shù)2.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)--表現(xiàn)形式：地圖中點(diǎn)擊可查查詢路基標(biāo)準(zhǔn)斷斷面圖和路面斷斷面圖路基標(biāo)準(zhǔn)斷面圖圖瀝青路面斷面圖圖5.5越江基礎(chǔ)設(shè)施道道路建養(yǎng)一體化化技術(shù)4.病害機(jī)理分析病害設(shè)計(jì)因素施工因素交通因素天氣因素5.5越江基礎(chǔ)設(shè)施道道路建養(yǎng)一體化化技術(shù)