一种强台风环境下钢围堰结构施工方法与流程

本发明涉及钢围堰结构施工，特别涉及一种强台风环境下钢围堰结构施工方法。

背景技术：

1、钢围堰结构是海洋工程中，用于围合海底土方或填海区域的、由钢板或钢管组成的围护结构。钢围堰结构具有强度高、耐久性好、施工方便等优点，广泛应用于港口、航道、岛礁等工程。钢围堰结构施工过程中，需要考虑海洋环境的影响，尤其是强台风的威胁，因为强台风会造成海浪、风力、水位等变化，对钢围堰结构产生巨大的水动力作用，可能导致钢围堰结构的变形、破坏或移位。为了保证钢围堰结构施工的安全和质量，需要制定合理的施工方案，采取有效的防护和应急措施。目前，常用的钢围堰结构施工在遭遇强台风环境时只能采用常规的通用施工措施，例如对钢桩板的全方位加固、止水措施等，施工效率、施工成本乃至施工安全均难以保障。因此，需要改进强台风环境下钢围堰结构施工方法，以提高钢围堰结构施工的适应性和可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种能够根据钢围堰状态评估结果、动态优化的施工方案，以提高钢围堰结构施工的安全性和效率。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种强台风环境下钢围堰结构施工方法，包括如下步骤：

3、s1，对钢围堰结构的组成构件进行确定与划分；

4、s2，在施工现场合适位置安装传感器，监测强台风下的外部荷载；

5、s3，建立钢围堰综合工况-施工措施本体模型，根据施工措施与钢围堰综合工况对应关系，确定本体关联库；

6、s4，将本体关联库转换为jess识别的事实和规则格式；

7、s5，在推理过程中，根据不同的工况状态与荷载情况，动态地修改或添加事实和规则，以反映钢围堰结构的实时变化；

8、s6，在推理结果中，根据定义的优化目标和约束条件，选择最优或最适合的施工方案，并输出给用户。

9、进一步地，s1具体包括如下子步骤：

10、s11，根据设计图纸和施工方案，将钢围堰结构划分为若干个单体或单元，每个单体或单元由若干个钢板桩或其他构件连接而成；

11、s12，根据设计要求和现场施工情况，根据结构的受力特点和分析目的，选择合适的单元类型；

12、s13，根据设计要求和现场情况，确定结构的约束条件，并给出相应的自由度限制或刚度参数。

13、进一步地，s2具体包括如下子步骤：

14、s21，根据标准、规范，确定传感器安装位置；

15、s22，根据被测结构物的形状、尺寸和材料，以及监测内容和精度要求，选择合适的传感器类型；

16、s23，根据标准、规范，安装相应传感器；

17、s24，将传感器与数据采集器连接，通过无线方式传输数据；

18、s25，将数据采集器与网关采集器连接，通过物联网将数据上传到云平台。

19、进一步地，s3中从钢围堰领域本体中分离出钢围堰建筑物本体、钢围堰综合工况本体以及钢围堰施工方案本体。

20、进一步地，s3具体包括如下子步骤：

21、s31，构建钢围堰建筑物本体模型，从钢围堰元素中抽象出主要的三个类：空间类、构件类、连接类；

22、空间类是按照钢围堰结构特点及空间功能，将钢围堰进行空间拆分，划分成若干个互不重叠的空间对象，包括外壁层、内壁层、支撑层、封底层；

23、对钢围堰构件定位进行概念化表达，构件位置信息表达为：

24、p＝{o,cr,a}

25、其中，o表示包含钢围堰构件的空间区域，cr表示在空间内与构件相关联的构件，a表示构件的位置约束；

26、构件类表示组成钢围堰的物理构件，单个构件形式化为：

27、c0＝{c,f,n}

28、其中，c表示钢围堰所有物理构件的集合，f表示钢围堰构件分类的影响因素的集合，n为影响因素的个数；

29、连接类是钢围堰构件连接对象，连接方式表达为：

30、tm＝{c,rtm,q,f}

31、其中，tm表示钢围堰连接方式的集合；q＝{ca1,ca2,…can}表示钢围堰构件在连接节点的安装顺序集合，f表示连接方式在钢围堰结构中的功能作用，rtm表示钢围堰构件的连接方式

32、rtm＝{weld(x,y),bolt(x,y),anchor(x,y)}

33、其中，weld(x,y)表示构件x和构件y以焊接的方式连接，bolt(x,y)表示构件x和构件y以螺栓的方式连接，anchor(x,y)表示构件x和构件y以锚固的方式连接；

34、s32，构建钢围堰综合工况本体模型，包括工况对象、工况部位、工况特征、工况类别；

35、工况对象是指钢围堰工程中受工况状态和荷载情况影响的具体对象；工况部位是指工况对象附着在钢围堰或者钢围堰构件的相对部位；工况特征是指工况对象在工况状态和荷载情况下可量化的表现特征；工况类别是指将有着相同效果或者类似工况程度的工况对象的统称，工况类别按照工况状态和荷载情况的复杂性和严重性分为常规工况、特殊工况和极端工况：常规工况是指钢围堰在正常施工过程中遇到的工况状态和荷载情况；特殊工况是指钢围堰在特定的施工阶段或者特殊的环境条件下遇到的工况状态和荷载情况；极端工况是指钢围堰在罕见的自然灾害或者人为破坏下遇到的工况状态和荷载情况；

36、定义钢围堰综合工况本体表达为：

37、ado＝{d,ca,r,i}

38、其中：d表示钢围堰综合工况知识中的概念或类，ca表示钢围堰综合工况的属性，r表示概念之间的关系，i表示工况知识实例；

39、s33，构建钢围堰施工方案本体模型，包括施工对象、施工区域、施工方法、施工条件；

40、施工对象描述在钢围堰施工过程中受施工方案和环境条件影响的具体对象，具体属性包括：对象类型、对象位置、对象形状、对象材料、对象状态、对象荷载、对象约束、对象作用；施工区域描述施工对象所处的特定区域，具体属性包括：区域类型、区域范围、区域特点；施工方法描述钢围堰在不同施工阶段采用的具体施工方式，具体属性包括：方法类型、方法参数、方法流程、方法效果；施工条件描述施工过程中的环境条件，具体属性包括：条件名称、条件类型、条件参数、条件变化。

41、进一步地，s4具体包括如下子步骤：

42、s41，将本体关联库中的类和属性映射为jess中的模板和插槽；

43、s42，将本体关联库中的实例映射为jess中的事实；

44、s43，将本体关联库中的关系映射为jess中的规则。

45、进一步地，s41中对于每一个本体类，创建一个对应的模板，模板的名称为类的名称，模板的插槽为类的属性；对于每一个本体属性，创建一个对应的插槽，插槽的名称为属性的名称，插槽的类型为属性的类型，插槽的默认值为属性的默认值；对于每一个本体关系，创建一个对应的模板，模板的名称为关系的名称，模板的插槽为关系的域和值域；

46、s42中对于每一个本体实例，创建一个对应的事实，事实的类型为实例所属的类或关系，事实的内容为实例所具有的属性或关系值；对于每一个事实，使用assert函数将其添加到jess中；

47、s43中对于每一个本体关系，创建一个对应的规则，规则的名称为关系的名称，规则的前提部分为关系所涉及的类或属性条件，规则的结论部分为关系所表达的逻辑或动作；对于每一个规则，使用defrule函数将其定义到jess中。

48、进一步地，s5具体包括如下子步骤：

49、s51，定义全局变量global_working_condition和global_load_condition，用来存储在云平台中当前的工况状态和荷载情况；

50、s52，定义函数dynamic_update，获取云平台的实时荷载参数，根据参数来修改全局变量的值；

51、s53，定义规则rule_update，用来根据全局变量的值来动态地修改或添加事实和规则；

52、s54，在jess中调用函数和规则，用来根据不同的工况状态和荷载情况，动态地修改或添加事实和规则。

53、进一步地，s6具体包括如下子步骤：

54、s61，定义函数evaluate-plan，用来根据不同的施工方案计算其优化指标；

55、s62，定义规则filter-plan，用来根据优化目标和约束条件筛选出可行的施工方案；

56、s63，定义规则select-plan，用来根据优化目标从可行的施工方案中选择最优或最适合的施工方案；

57、s64，在jess中调用函数和规则，用来根据定义的优化目标和约束条件，选择最优或最适合的施工方案，并输出给用户。

58、进一步地，s61中使用deffunction命令，接受一个施工方案作为参数，用来计算其成本、工期、质量和安全指标，并返回一个评分值；

59、s62中使用defrule命令来定义规则filter-plan，表示如果一个施工方案满足了约束条件，就将其添加到一个全局变量feasible-plans中；

60、s63中使用defrule命令来定义规则select-plan，表示如果可行序列中有至少一个施工方案，就遍历序列中的每个施工方案，并调用之前定义的函数计算其评分值，并将评分值最高的施工方案赋值给全局变量best-plan。

61、本发明的上述方案有如下的有益效果：

62、本发明提供的强台风环境下钢围堰结构施工方法，根据强台风实测参数，评估其对钢围堰施工的影响，并将其影响程度作为输入参数，带入建立好的本体模型中进行推理，从而动态给予施工安全建议，优化调整施工方案，保证钢围堰施工安全；可以根据钢围堰状态的变化，实时更新本体模型，并反映出状态变化对施工措施的影响；可以利用jess推理引擎提供的规则、事实、函数等功能，对钢围堰本体模型进行更复杂和智能的推理和分析；为强台风环境下钢围堰结构施工提供了一种新颖、高效和便捷的工具，有利于提高海洋工程的质量和水平；

63、本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。