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中國工程院院士、重慶大學鋼結構工程研究中心主任周緒紅

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

周緒紅院士表示，鋼結構的加工變形和螺栓孔誤差難以精準控制，即使每個構件都滿足尺寸要求，但由于誤差積累，最后可能導致一些桿件安裝不上，需修整。為了解決這些問題，實體預拼裝技術被提出。

但是在進行大型復雜鋼構件的預拼裝檢測時，采用現(xiàn)有的實體預拼裝技術不僅需要大量的預拼裝場地，有時還需要搭設大量的拼裝胎架，檢測過程繁瑣，測量時間長，檢測費用高，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，周緒紅院士所帶領的團隊創(chuàng)新性地提出了點云數(shù)據(jù)采集方法，即在構件周邊布置標靶盤，并圍繞構件進行掃描，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M行智能拼接，然后自動提取拼接后的構件點云。在此過程中，他們利用標靶盤保證了配準精度、采用點云與圖像異構數(shù)據(jù)融合降低了點云處理難度、采用深度神經網絡進行行標靶識別輔助了拼接、基于站點位置生成包圍框可自動提取目標點云數(shù)據(jù)。目前，這套采集方法可在工廠流水化單構件掃描提取、室外多構件同時掃描提取的場景中應用。

周緒紅院士表示，基于多尺度點云數(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云數(shù)據(jù)綜合智能處理算法、基于模型匹配的大型復雜鋼構件的尺寸質量智能檢測算法和基于拼接控制點的大型復雜鋼結構智能數(shù)字化預拼裝方法。目前，這些技術已在重慶兩江新區(qū)寨子路鋼拱橋、重慶郭家沱長江大橋中成功應用，并正在重慶雙堡特大橋中應用。

面向未來，周緒紅院士表示，他所帶領團隊將在制造偏差、結構自重、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融合數(shù)據(jù)的大型復雜鋼結構工程智能逆向建模方法等方面進行持續(xù)攻關，以期為行業(yè)發(fā)展提供更多的技術支撐。

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