四主梁式架桥机施工涉及运梁、吊装、对接、落梁等多环节协同，作业环境复杂且受地质、气象等因素影响显著，传统施工模式依赖经验预判与分散式监测，存在方案优化不足、风险响应滞后、多系统协同不畅等痛点。数字孪生技术通过构建与物理实体1:1映射的虚拟模型，实现施工过程的动态仿真与实时联动监控，为四主梁式架桥机***施工提供全流程技术支撑。构建基于数字孪生的施工全过程仿真与实时监控系统，是推动桥梁施工从“经验驱动”向“数据驱动”转型的关键路径，对提升施工效率与安全水平具有重要工程意义。
数字孪生模型的***构建是实现全过程仿真与实时监控的基础，需融合多源数据与多维度映射技术。通过激光扫描、无人机倾斜摄影等技术采集四主梁架桥机实体结构、施工场地地形、桥墩布局等三维数据，结合设计图纸、材料属性、施工工艺等参数，构建涵盖设备、场地、构件的全要素虚拟模型。模型不仅实现几何形态的***复刻，更通过嵌入力学特性、运动规律等物理规则，建立“几何-物理-行为”三位一体的映射关系。同时，整合历史施工数据、典型故障案例等信息，为仿真分析与风险预判提供数据支撑，确保虚拟模型能够真实反映物理施工的全流程状态。
基于数字孪生模型的施工全过程仿真，可实现施工方案的预演优化与动态适配。在施工前期，通过仿真模拟运梁通道规划、四主梁同步吊装、梁体***对接等关键工序，提前识别设备干涉、路径冲突、载荷失衡等潜在风险，优化吊点布置、同步控制参数等施工方案，降低现场试错成本。在施工过程中，结合实时监测数据动态更新仿真模型，对不同工况下的主梁应力分布、梁体姿态变化等进行动态推演，预判施工偏差发展趋势，为施工参数调整提供科学依据。例如，针对大跨度梁体架设，可通过仿真模拟不同风速条件下的作业稳定性，划定安全作业阈值，指导现场施工安排。
实时监控系统通过“物理实体-虚拟模型”的双向联动，实现施工状态的全时段***管控。在物理端，于四主梁关键截面、吊臂、支腿等部位部署应力、位移、倾角等传感器，结合AI摄像头、物联网设备实时采集设备运行参数、施工环境数据与构件状态信息，通过高速通信网络传输至数字孪生平台。在虚拟端，模型基于实时数据动态更新，直观呈现四主梁同步精度、梁体对接偏差、设备载荷变化等关键指标，通过颜色预警、声光提示等方式及时反馈异常状态。当监测到参数超出安全阈值时，系统自动触发预警并推送应急处置方案，联动架桥机控制系统实现紧急制动、参数微调等操作，形成“监测-分析-预警-处置”的闭环管控。
该系统的应用显著提升了四主梁式架桥机施工的智能化水平，通过全过程仿真优化使施工方案合理性提升60%以上，有效减少返工与工期延误；实时监控功能将故障响应时间缩短至秒级，大幅降低结构失稳、碰撞等安全风险。同时，施工过程中积累的全维度数据可形成可追溯的数字施工日志，为后期工程审计、运维管理提供***依据。这一技术体系的落地，推动了四主梁式架桥机施工向***化、安全化、智能化转型，为复杂环境下的大跨度桥梁建设提供了可靠技术保障。
