中小跨径桥梁绘图设计重用模型

对中小跨径桥梁电子图进行抽象,建立了中小跨径桥梁绘图设计重用模型.该模型将桥梁设计图重用分成4个层次：图形库的形成、桥梁图形知识表示、桥梁图形知识库的形成以及桥梁图形知识的派生.每一层根据桥梁设计绘图的特点,考虑表达能力和求解复杂度,构建子模型;各层子模型通过预定义的接口进行信息的交互,构成最终的桥梁绘图重用模型.该模型通过人工智能算法,动态生成符合设计习惯的新的桥梁设计案例,为桥梁绘图设计重用提出了新的方法.     

大跨钢桁架桥梁施工BIM建模及信息化平台系统

以某大跨钢桁梁桥的BIM模型建立过程为例,提出了一种参数化及精细化建模思路,通过对BIM模型的构件进行设计、施工信息匹配和编码,可用于桥梁施工全过程监控.基于BIM模型信息,以手机和个人电脑为采集终端设备,建立数据服务器和基础数据库,在云计算中心进行后台整理分析,从而构建BIM信息化平台,实现施工进度模拟、设计与施工现场信息化管理和档案资料的信息化归档管理.BIM建模及信息化平台的应用显著提高了桥梁施工效率,优化了施工工序,缩短了工期,提高了构件安装精度和施工质量,为大跨钢桁梁桥施工提供了技术保障.     

桥梁构件养护编码与快速识别方法

为了便于桥梁养护与管理,提高桥梁精细化管养的水平,在分析国内外相关行业的信息分级与编码体系的基础上,结合桥梁属性和养护特点,提出了桥梁构件养护编码与快速识别方法,制定了精确到构件级的分级编码结构和分类代码。据此,基于二维码应用设计了桥梁构件智能信息标签,采用APP扫描信息标签的方式对桥梁构件进行识别,初步建立了一套适用于桥梁构件养护编码与快速识别方法。应用结果表明,该方法能建立全面、统一和精确到设施构件级的身份标识并能快速识别桥梁构件,为桥梁全生命周期养护管理奠定基础,极大提升了桥梁养护效率和质量。     

扩大基础重力式锚碇BIM参数化建模研究

为了研究用几何尺寸快速创建参数化桥梁构件并输出对象信息进行数据管理的方法,以悬索桥扩大基础重力式锚碇为例,借鉴Autodesk平台核心建模软件Revit的族思想,结合可视化编程工具Dynamo,建立了锚碇参数化模型,得到了可用于快速建模和数据管理的尺寸驱动三维模型。基于以上锚碇参数化建模的技术路线,以万州驸马大桥北岸锚碇为应用实例,说明了参数化锚碇模型如何关联数据并输出设计信息。结果表明:基于Autodesk平台进行悬索桥构件参数化设计具有可行性,且参数化能力强,有利于信息传递与管理,为桥梁BIM正向参数化设计提供参考。     

某大桥基于Revit软件的桥梁BIM模型参数化设计探析

基于某连拱大桥为研究对象,根据桥梁结构设计流程,提出了一套基于Revit软件构建的BIM桥梁建模框架,以参数化模型作为BIM建模框架中的标准化构件族建立了多跨混凝土拱桥模型,并对建立的结构模型应用功能进行了简单介绍。研究结果表明:对于复杂的曲线结构模型,基于指定放样截面形体和路径的方式来建立模型结构,而对于较简单的模型结构,通常在结构设置自适应点,在变截面平面设计截面结构实现桥梁的参数化模型;以标高和轴网系统来描述桥梁构件设计基本要素,运用轴网系统确定标高平面位置,精确描述桥梁各重要控制条件;采用类似于"搭积木"的方式来建立BIM模型。对于自适应点较多构件模型,通常采用连线法,将于实体对应的模型自适应点赋予对应参数。对于竖直放置构件,采用选择面法确定合适的标高平面,在工作片面上确定轴网交点等代表性的放置点来放置模型。     

基于均匀设计响应面法的桥梁地震易损性分析

针对桥梁地震易损性分析中计算量偏大的研究现状,首先,以一座多跨连续梁桥为研究对象,综合考虑材料、结构和地震动的不确定性,提出了一种基于均匀设计和响应面法的地震易损性分析方法。基于Open Sees建立了算例桥梁非线性有限元模型。然后,考虑桥墩和支座等桥梁构件的损伤,定义桥墩和支座在不同损伤状态下的损伤指标,建立了桥梁构件和桥梁系统地震易损性曲线。最后,为验证本研究方法在桥梁地震易损性分析中的适用性和有效性,分别通过本研究方法、蒙特卡罗、正交设计和中心复合设计的响应面法对算例桥梁进行地震易损性分析,分别从抽样次数、计算耗时、响应面模型精度和易损性曲线等方面,对4种方法进行了比较。研究结果表明:在易损性曲线方面,本研究方法与基于蒙特卡罗的响应面法的偏差约为3%;在抽样次数、有限元计算耗时方面,本研究方法分别比基于蒙特卡罗、中心复合设计和正交设计的响应面法减少了99.70%,58.49%,8.70%;本研究方法建立的结构响应面模型与基于中心复合设计和正交设计的响应面法相比,其精度分别提高了12%和5%。     

基于BIM的桥梁全生命期管理技术及应用研究

针对桥梁设计、施工和运维管养不同阶段信息转移遗漏和难以共享的问题,以武汉青山长江公路大桥为背景,综合运用物联网、大数据、云计算、无人机倾斜摄影等新兴信息技术构建基于BIM的全生命期信息管理平台,平台包括电脑端的WEB应用系统、智慧沙盘和移动智能终端APP 3种可视化交互方式。设计阶段,对全线桥梁进行参数化BIM建模,并建立桥梁周边环境三维实景模型,在BIM中集成桥梁结构分析结果数据。施工阶段通过统一的构件编码串接项目信息、施工进度、质量安全、人员物资机械、施工监控等信息,实现各方的协同管理。运维管养阶段,在BIM模型上集成了设计、施工阶段与运维管养相关的关键信息,对健康监测和巡检管养实现三维可视化管理。     

桥梁管理系统中的氯化物腐蚀破坏研究

瑞士桥梁管理系统（KUBA-MS）根据构件外观的不同,定义了5种状态情况。为了预测任意构件在任一时刻的状态情况,必须建立构件龄期与状态之间的关系式。该文建议的方法考虑将潜在的引起构件破坏的物理现象应用于钢筋的氯化物腐蚀。通过对氯化物腐蚀进行数值建模,对桥梁构件的状态情况进行了研究。     

大跨悬索桥箱形钢桁架梁的综合疲劳评定方法研究

根据大跨桥梁铜箱梁各类构件的受力特点建立了确定钢箱梁关键疲劳构件的评价模型,提出了基于结构有限元分析、应变监测信息、构件分级系统和桥梁结构人工检测等多方面信息综合评定关键疲劳构件的方法。以某大跨悬索桥钢箱梁结构为例,结合结构有限元数值计算和结构健康监测系统确定的关键钢箱梁截面,针对关键截面上的主要构件分布,利用应变传感器输出信息、结构有限元分析得到的应力分布信息、人工检测信息和桥梁主要构件的危险等级和易损等级信息,结合层次分析法和模糊综合评判理论确定了影响钢桥构件疲劳评定的各因素的权重,用综合隶属度评分法进行关键疲劳构件的等级评定。     

基于BIM+GIS的特大桥梁轻量级建设管理系统研发

BIM模型和施工管理信息化已在桥梁建设中得到广泛应用,但特大桥的建设管理平台的轻量化,尤其是携带建筑信息模型和地理信息的特大桥梁轻量级建设管理平台的研发和应用对于提高特大桥建设管理效率具有重要意义。为实现建设管理平台的轻量化,提出了基于BIM+GIS的特大桥梁轻量级建设管理平台,通过优化地理信息数据和模型构件信息,搭建轻量级应用模型。在桥梁建设过程中,将各类业务数据进行线上记录并与模型构件进行关联,实现特大桥梁建造的数字孪生。研究开发的轻量级建设管理平台在黄河特大桥建设中得以应用,实现了该特大桥建设管理数字化,应用结果验证了轻量级建设管理平台的有效性和可操作性。     

既有桥梁运维阶段BIM建模标准研究

针对既有桥梁结构的特点,明确了运维期间桥梁结构BIM模型的使用需求,定义了既有桥梁运维信息的分类和格式,提出了将3D扫描技术和无人机航空摄影测量技术同BIM建模相结合的思路,同时明确了BIM模型中构件的命名和编码规则,研究了基于《公路桥梁技术状况评定标准》评分方法的模型建模深度。本研究符合现行桥梁结构的设计规范和管养要求,为BIM技术在既有桥梁中的应用研究和实践提供参考。     

基于一类桥梁样本的混凝土简支桥梁地震易损性分析方法

基于一类简支桥梁样本进行地震易损性分析,通过非线性时程分析得到构件响应,建立概率需求模型。采用定义的损伤状态函数计算构件的易损性曲线,并通过各个构件连接方式的串联假定,计算得到桥梁体系的易损性曲线。分析可知,桥台是最易损的部位,如果各个构件相互独立,体系易损性曲线与最易损构件的易损性曲线相差无几。     

基于直接约束法的预应力构件张拉全过程分析方法

为准确模拟预应力构件张拉过程中预应力筋与混凝土之间的相互作用,引入一种基于直接约束法的张拉全过程分析方法。该方法运用MSC.MARC软件建立预应力构件模型,混凝土和预应力筋采用三维实体单元模拟,定义库仑双线性模型为混凝土和预应力筋之间的摩擦本构关系,利用直接约束法描述接触关系,进行预应力张拉全过程分析。采用该方法对2个预应力构件模型进行预应力构件张拉全过程分析,将模拟计算值、试验实测值和按设计规范计算的理论值进行对比,结果表明该方法模拟的有效预应力值与实测值、理论值吻合较好,验证了该方法的准确性。     

基于IFC标准的BIM技术对桥梁健康监测信息的表达

针对桥梁健康监测信息无法标准化表达的问题,提出基于IFC标准的BIM技术对桥梁健康监测信息的表达方法,通过基于属性集的扩展方法对传感器属性信息进行扩展并通过加速度传感器实例验证。建立IFC数据模型与监测信息模型数据成员的链接关系,实现了基于IFC的监测信息扩展及可视化表达并通过桥梁健康监测温度传感器监测数据模拟实验验证。     

基于点云模型的桥梁构件形态变化趋势识别与分析

为准确识别桥梁运营期间关键构件的几何形态及其变化趋势,提出一种基于点云模型的构件形态识别方法。该方法利用激光扫描与点云模型拼接技术,建立运营期间桥梁结构的精细化三维数字模型,通过对构件的时空变化趋势进行跟踪,进行桥梁结构力学现状的判断及发展趋势的预测。以7座独柱墩桥梁的倾覆评估为例,采用三维激光扫描得到的点云模型,识别各桥支座转角、主梁相对支座侧移及整体结构行为变化,并通过2年跟踪得到主梁侧向倾覆的趋势。识别结果与常规检测数据及外部荷载特征一致。该方法可实现桥梁构件几何形态的远距离识别和整体结构行为变化的快速跟踪,为桥梁的安全预警提供合理依据。     

基于动态贝叶斯网络及构件性能退化的钢板组合梁桥时变可靠性分析方法

为分析构件性能退化对钢板组合梁桥可靠性的影响,提出一种基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network, DBN)的时变可靠性分析方法。该方法首先依据材料劣化公式建立钢板组合梁桥抗力退化模型;然后基于DBN构建组合梁桥构件性能退化初始模型,利用钢板组合梁桥抗力退化模型随机生成不同变量组合作用下的抗力数据,对该初始模型进行训练,通过参数学习得到DBN先验模型及节点条件依赖关系,并加入观测节点及可靠度节点,建立适用于可靠性分析的DBN模型;最后输入桥梁检测数据,实现桥梁可靠度指标更新。采用该方法和蒙特卡洛法对某钢板组合梁桥时变可靠性进行分析,结果表明：2种方法预测结果基本一致,该方法可准确预测钢板组合梁时变可靠度;以可靠度为寿命评价指标,输入该桥运营60年时的检测信息,更新前、后该桥的使用寿命分别为75年、64年,应提前对桥梁采取维修与养护措施。     

景观桥梁BIM设计及应用实践——以合川渠江景观大桥为例

景观桥梁具有造型优美、线条独特、可重复性差等特点,传统二维设计难以满足设计生产的需求。BIM技术为设计提供了一个三维数字化平台,可直接用于复杂形体的创意表达和结构优化,其参数化设计手段将桥梁复杂形态通过关键参数控制,以骨架模型驱动桥梁族构件,有效地提高了景观桥梁的设计质量。为探究景观桥梁的BIM设计方法和应用思路,以合川渠江景观大桥为例,结合"R+GH+R"的BIM协同设计平台,建立全桥的整体信息模型,并进行施工全过程的模拟,为景观桥梁的BIM设计和应用实践积累经验。     

基于非参数核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

针对桥梁结构构件常用地震易损性分析方法的不足,提出桥梁构件地震易损性分析的核密度估计方法。基于结构地震易损性条件概率的基本定义,重新定义易损性函数,采用概率统计中的非参数估计的核密度估计思想,实现地震动和抗震需求的联合概率密度分布函数、地震动边缘分布概率密度函数的估计,据此构建桥梁结构构件地震易损性的核密度估计算法。用Bootstrap重抽样方法验证所提易损性算法的正确性和可靠性。以一座刚构-连续组合体系桥梁为例,结合桥梁结构抗震设计规范,构建基于OpenSees软件平台的有限元模型,考虑结构参数不确定性和地震动的不确定性,基于增量动力分析和核密度估计,分析桥梁构件的地震易损性。同时分别用结构易损性分析参数估计的最大似然估计法和概率地震需求分析法、非参数估计的蒙特卡罗法计算结构地震易损性曲线,对比讨论4种结构地震易损性分析方法的结果,验证所提方法的正确性和可靠性。研究结果表明:相同计算精度条件下,所提桥梁结构地震易损性分析的核密度估计方法具有较好的计算效率,可用于桥梁结构构件的地震易损性分析中。     

桥梁管理系统中拱桥评价模型研究

桥梁管理系统的核心是准确完善的桥梁评价模型。现有的《城市桥梁养护技术规范》中所用的“基于构件的”缺损状况桥梁评价模型是建立在对梁式桥的分析基础之上，缺乏对拱桥的全面具体分析。说明了“基于构件的”缺损状况评价模型原理，运用分析标定法建立拱桥评价模型，通过实例计算证明模型的可靠性及实用性。     

桥梁项目管理系统中BIM构件编码的应用研究

本文结合国内现有的相关技术标准,研究了桥梁的构件类型编码、实体构件编码方案。以江西省交通设计研究院负责的桥梁项目为依托,在BIM数据全生命周期应用基础上进行桥梁工程信息模型编码方案研究。介绍该项目设计建模、施工运营等阶段的构件的类型编码、实体构件编码方案及数据处理应用的思路及实践工作。