一种基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置的制作方法

本实用新型属于铁路隧道智慧施工领域，涉及一种铁路隧道施工验收装置及方法，尤其涉及一种基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置。

背景技术：

随着我国隧道工程的迅速发展，铁路隧道建设速度加快，隧道施工验收的标准也在不断提高，铁路隧道的施工验收重要性逐渐受到相关研究学者和施工人员的高度重视。隧道施工质量成为隧道安全运营和使用寿命保障的关键。铁路隧道施工验收内容中，净空测量和轨道平顺度是两项主要验收内容，前者体现隧道实际结构与设计图纸是否相符，关系到铁路隧道结构的受力安全性；后者体现在轨道是否满足允许偏差，关系到铁路隧道运营过程中的行车安全。目前，我国铁路隧道工程施工验收多依赖人工测量，其中人为因素造成的测量误差会对施工验收结果产生影响，也会降低施工中的整改精度。

因此提出有效的铁路隧道施工验收装置，对于改善铁路隧道施工验收精度，提高施工期的整改效果，减少隧道施工验收工序具有重要意义。目前BIM技术是智慧工地的重要技术支撑，也是土木工程建筑物信息化建设的重要标识。因此，构建一种基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置很有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置，将通过设计图纸建立的铁路隧道BIM模型引入施工验收装置，能显著提升隧道施工的数字化、可视化和智能化水平。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置，包括主体钢结构，所述主体钢结构上设有一个可转动底盘，所述主体钢结构两侧设有主体钢结构相连的左侧臂和右侧臂，所述左侧臂和右侧臂下端均设有可在铁路隧道钢轨上滑行的行走轮；所述转动底盘上设有竖向杆件，隧道净空验收模块和轨道平顺验收模块通过可转动机械臂安装在所述竖向杆件上，所述竖向杆件中部设有与竖向杆件相连的推动把手，所述竖向杆件顶部设有三维激光扫描仪和BIM技术施工验收模块，所述BIM技术施工验收模块与所述三维激光扫描仪、隧道净空验收模块和轨道平顺验收模块相连；其中，所述三维激光扫描仪用于对铁路隧道衬砌表面裂缝、不平整等进行扫描，并将信息上传至所述BIM技术施工验收模块在铁路隧道BIM模型中进行标识以辅助铁路隧道运营维护期的管理工作；所述BIM技术施工验收模块，集成有根据设计图纸建成的铁路隧道精细化BIM模型，水平重力感应系统以及相应铁路隧道施工规范和验收标准，用于接受并储存所述三维激光扫描仪提供的铁路隧道实际净空尺寸，并将实测的铁路隧道净空尺寸传至所述隧道净空验收模块，所述BIM技术施工验收模块通过自身集成的所述水平重力感应系统对铁路隧道钢轨平顺度进行检测和储存，并将实测钢轨平顺度传至所述轨道平顺验收模块。

进一步，所述右侧臂通过转轴与主体钢结构右端转动连接，所述行走轮为万向轮。

进一步，所述轨道平顺验收模块设有显示屏，与所述BIM技术施工验收模块互联互通，将根据设计图纸建成的铁路隧道轨道BIM模型和通过所述水平重力感应系统获取的铁路隧道实际钢轨平顺度在所述轨道平顺验收模块上进行实时对比显示，轨道平顺度不符合设计或规范要求时发出警报立即整改，并将轨道平顺度验收结果储存并上传至所述BIM技术施工验收模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型的核心为BIM技术施工验收模块，通过建立铁路隧道精细化BIM模型，可以储存铁路隧道净空尺寸和轨道平顺度验收结果等相关信息，让管理人员和施工人员全局掌握，并基于BIM技术实现铁路隧道的电子化、信息化施工与管理；

2）基于BIM技术的铁路隧道精细化模型和相关信息，对不符合设计或规范要求的部位实时显示并记录，便于整改方案的制定；

3）本实用新型能同时进行铁路隧道净空尺寸和轨道平顺度的施工验收，进一步还能对铁路隧道衬砌裂缝和表面不平整进行标识和记录，降低了施工成本并提高了施工效率。

附图说明

图1是本实用新型的正视图。

图2是本实用新型的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2所示，本实施例提供一种基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置，包括主体钢结构1，所述主体钢结构1上设有一个可转动底盘2，可转动底盘2例如可以选择轴承，将轴承固定在主体钢结构1上，然后将竖向杆件5固定在轴承内圈中即可实现竖向杆件5转动；转动底盘2能在装置工作期间根据测量需要调整角度；所述主体钢结构1两侧设有与主体钢结构1相连的左侧臂4和右侧臂3，所述左侧臂4和右侧臂3下端均设有可在铁路隧道钢轨12上滑行的行走轮13；所述转动底盘2上设有竖向杆件5，隧道净空验收模块7和轨道平顺验收模块8通过可转动机械臂6（例如套在竖向杆件5上套环，当然也可以是能够使隧道净空验收模块7和轨道平顺验收模块8绕竖向杆件5转动的转动件）安装在所述竖向杆件5上，所述竖向杆件5中部设有与竖向杆件5相连的推动把手9，所述竖向杆件5顶部设有三维激光扫描仪11和BIM技术施工验收模块10，所述BIM技术施工验收模块10与所述三维激光扫描仪11、隧道净空验收模块7和轨道平顺验收模块8相连；其中，所述三维激光扫描仪11对铁路隧道衬砌表面裂缝、不平整等进行扫描，并将信息上传至所述BIM技术施工验收模块10在铁路隧道BIM模型中进行标识以辅助铁路隧道运营维护期的管理工作；所述BIM技术施工验收模块10，集成有根据设计图纸建成的铁路隧道精细化BIM模型，水平重力感应系统（图中未画出）以及相应铁路隧道施工规范和验收标准，用于接受并储存所述三维激光扫描仪11提供的铁路隧道实际净空尺寸，并将实测的铁路隧道净空尺寸传至所述隧道净空验收模块7，所述BIM技术施工验收模块10通过自身集成的所述水平重力感应系统对铁路隧道钢轨平顺度进行检测和储存，并将实测钢轨平顺度传至所述轨道平顺验收模块8。

进一步，所述右侧臂3通过转轴301与主体钢结构1右端转动连接，具体地右侧臂3和主体钢结构1右端内可以固定安装轴承，转轴301的两端固定在轴承的内圈就能实现右侧臂3与主体钢结构1的转动连接；行走轮13为万向轮，以便于施工验收装置能在铁轨12上正常行驶和转向。具体地，如遇到铁轨12两侧不一样高度和拐弯时，右侧臂3通过转动一定角度以使右侧的万向轮与右侧铁轨12相配合，从而实现万向轮在铁轨12上的正常行驶和转向。

所述隧道净空验收模块7设有显示屏，与所述BIM技术施工验收模块10互联互通，将根据设计图纸建成的铁路隧道BIM模型和通过所述三维激光扫描仪11获取的铁路隧道实际净空尺寸在所述隧道净空验收模块7上进行实时对比显示，将净空尺寸不符合设计或规范要求的位置在BIM模型上进行标识并将验收结果储存并上传至所述BIM技术施工验收模块10；

进一步的，所述轨道平顺验收模块8设有显示屏，与所述BIM技术施工验收模块10互联互通，将根据设计图纸建成的铁路隧道轨道BIM模型和通过所述水平重力感应系统获取的铁路隧道实际钢轨平顺度在所述轨道平顺验收模块8上进行实时对比显示，轨道平顺度不符合设计或规范要求时发出警报立即整改，并将轨道平顺度验收结果储存并上传至所述BIM技术施工验收模块10；

本实施例的基于BIM技术的铁路隧道施工验收装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、通过所述BIM技术施工验收模块10，获取根据设计图纸建立的铁路隧道BIM模型，其中包括铁路隧道的设计净空尺寸和设计轨道标高及平顺度要求，同时将相应铁路隧道施工规范和验收标准输入至所述BIM技术施工验收模块10；

S2、基于S1，验收人员通过所述推动把手9驱动施工验收装置，使该装置的行走轮5沿铁路隧道钢轨12行驶；

S3、基于S2，所述三维激光扫描仪11对铁路隧道衬砌内表面进行扫描，获取铁路隧道实际净空尺寸、衬砌表面裂缝和不平整情况，将扫描结果上传至所述BIM技术施工验收模块10并储存；

S4、基于S1和S3，所述BIM技术施工验收模块10将铁路隧道BIM模型和实际净空尺寸传至所述隧道净空验收模块7并进行实时对比显示，将净空尺寸不符合设计或规范要求的位置在BIM模型上进行标识并将验收结果储存；

S5、基于S2，所述BIM技术施工验收模块10通过自身重力感应系统获取的铁路隧道实际钢轨平顺度传至所述轨道平顺验收模块8进行实时对比显示，所述轨道平顺验收模块8检测到轨道平顺度不符合设计或规范要求时发出警报立即整改，并将验收结果储存上传至所述BIM技术施工验收模块10；

S6、基于S1和S3，所述BIM技术施工验收模块10将铁路隧道衬砌表面裂缝、不平整等信息在铁路隧道BIM模型中进行标识以辅助铁路隧道运营维护期的管理工作。

综述，通过本实用新型的实施，能够为铁路隧道施工验收提供BIM技术支持，实现净空尺寸和轨道平顺度验收的信息化管理，提高铁路隧道建设过程的施工水平；此外，缩短了铁路隧道施工验收工序，大大降低了施工成本并提高了施工效率。

本实施例中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。