[發明專利]一種基于BIM的橋梁裂縫安全評定方法和裝置

在審

• 申請號: 202210060959.9
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114417470A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張培旭;李躍穗;應旭永;孫震;陳雯;周倩
• 申請（專利權）人: 福州市公路事業發展中心
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識產權代理有限公司 11813
• 代理人: 丁濤

1.一種基于BIM的橋梁裂縫安全評定方法，其特征在于，包括：

針對目標橋梁，獲取目標橋梁的結構信息和裂縫信息，構建BIM模型；

根據所述BIM模型，獲取橋梁基準有限元模型和橋梁損傷有限元模型；

根據所述橋梁基準有限元模型和橋梁損傷有限元模型，設定重力荷載和車道荷載，獲取橋梁基準模型和橋梁損傷模型；

對所述橋梁基準模型和橋梁損傷模型進行模態分析和靜力分析，獲取所述橋梁基準模型和橋梁損傷模型的基頻，以及獲取在同等荷載下所述橋梁基準模型和橋梁損傷模型的最大撓度，以及獲取在同等荷載下所述橋梁損傷模型允許的最大撓度；

獲取基頻校驗系數；所述基頻校驗系數為所述橋梁損傷模型與所述橋梁基準模型的基頻的比值；

獲取撓度校驗系數；所述撓度校驗系數為所述在同等荷載下橋梁基準模型和橋梁損傷模型的最大撓度的比值；

獲取整體剛度校驗系數；所述整體剛度校驗系數為所述基頻校驗系數和所述撓度校驗系數的加權之和，加權系數為0.5；

獲取臨界整體剛度校驗系數；所述臨界整體剛度校驗系數為同等荷載下橋梁基準模型的最大撓度和橋梁損傷模型允許的最大撓度的比值；

根據所述整體剛度校驗系數、所述臨界整體剛度校驗系數以及預設規則，獲取目標橋梁的健康狀態評定分數；所述目標橋梁的健康狀態評定分數處于0至100之間；

獲取目標橋梁的健康評定等級；當所述目標橋梁的健康評定系數大于95，小于或等于100時，目標橋梁狀態評定等級為一級；當所述目標橋梁的健康評定系數大于80，小于或等于95時，目標橋梁狀態評定等級為二級；當所述目標橋梁的健康評定系數大于60，小于或等于80時，目標橋梁狀態評定等級為三級；當所述目標橋梁的健康評定系數大于40，小于或等于60時，目標橋梁狀態評定等級為四級；當所述目標橋梁的健康評定系數等于或大于0，小于或等于40時，目標橋梁狀態評定等級為五級；

獲取目標橋梁的裂縫安全狀態；當目標橋梁狀態評定等級為一級時，目標橋梁的裂縫安全狀態評定為全新狀態，不影響橋梁使用功能；當目標橋梁狀態評定等級為二級時，目標橋梁的裂縫安全狀態評定為有輕微缺陷，對橋梁使用功能無影響；當目標橋梁狀態評定等級為三級時，目標橋梁的裂縫安全狀態評定為有中等缺陷，尚能維持橋梁正常使用功能；當目標橋梁狀態評定等級為四級時，目標橋梁的裂縫安全狀態評定為有較大缺陷，嚴重影響橋梁使用功能；當目標橋梁狀態評定等級為五級時，目標橋梁的裂縫安全狀態評定為存在嚴重缺陷，橋梁不能正常使用。

2.根據權利要求1所述的一種基于BIM的橋梁裂縫安全評定方法，其特征在于，所述方法還包括：

將目標橋梁的裂縫安全狀態可視化，包括：

當目標橋梁狀態評定等級為一級時，標記為橋梁為鮮紅色；

當目標橋梁狀態評定等級為二級時，標記為橋梁為暗紅色；

當目標橋梁狀態評定等級為三級時，標記為橋梁為褐色；

當目標橋梁狀態評定等級為四級時，標記為橋梁為黃色；

當目標橋梁狀態評定等級為五級時，標記為橋梁為綠色。

3.根據權利要求1所述的一種基于BIM的橋梁裂縫安全評定方法，其特征在于，所述根據所述整體剛度校驗系數、所述臨界整體剛度校驗系數以及預設規則，獲取目標橋梁的健康狀態評定分數中，所述預設規則為：

當所述整體剛度校驗系數等于1時，目標橋梁的健康狀態評定分數為100；

當所述整體剛度校驗系數等于所述臨界整體剛度校驗系數時，目標橋梁的健康狀態評定分數為60；

當所述臨界整體剛度校驗系數小于所述整體剛度校驗系數小于1時，通過線性插值法獲取目標橋梁的健康狀態評定分數。

4.根據權利要求1所述的一種基于BIM的橋梁裂縫安全評定方法，其特征在于，所述獲取基頻校驗系數，根據以下公式獲取：

其中，ξ_f為基頻校驗系數，·為橋梁損傷模型的基頻，f_p為橋梁基準模型的基頻。