[發明專利]一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法

在審

• 申請號: 202211055787.2
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115809572A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 孟利波;廖敬波;丁幼亮;趙瀚瑋;李力;劉張浩;陳熠昕;劉昊
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司;重慶物康科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;G06T17/10;G06F30/13;G06F111/10
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 楊力

1.一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法，其特征在于，包括：

建立多個橋梁結構的有限元精細化三維空間模型；

獲取各所述橋梁結構的實測溫度數據；

根據各所述實測溫度數據和各所述有限元精細化三維空間模型獲取斜拉橋溫度場數字模型。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述橋梁結構包括主梁、橋塔和斜拉索，建立多個橋梁結構的有限元精細化三維空間模型，包括：

利用建筑信息模型軟件分別建立各橋梁結構的BIM三維空間物理模型；

根據各所述橋梁結構的BIM三維空間物理模型建立各所述橋梁結構的有限元精細化三維空間模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，利用建筑信息模型軟件分別建立各橋梁結構的BIM三維空間物理模型，包括：

采用建筑信息模型軟件，根據各橋梁結構的設計參數構建各橋梁結構的BIM三維空間物理模型；所述設計參數包括幾何尺寸和材料特性。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據各所述橋梁結構的BIM三維空間物理模型建立各所述橋梁結構的有限元精細化三維空間模型，包括：

根據橋梁結構的結構參數和外部環境參數進行有限元分析，獲取橋梁結構的模擬溫度和模擬結構響應參數；

將所述模擬溫度和所述模擬結構響應參數標記到各所述BIM三維空間物理模型中，獲得各BIM有限元精細化三維空間模型。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取各所述橋梁結構的實測溫度數據，包括：

根據橋梁健康監測系統分別獲取主梁跨中截面的第一實測溫度數據、橋塔各朝向面的第二實測溫度數據；

將所述第一實測溫度數據和所述第二實測溫度數據的平均值作為斜拉索的第三實測溫度數據。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，根據各所述實測溫度數據和各所述有限元精細化三維空間模型獲取斜拉橋溫度場數字模型，包括：

將第一實測溫度數據與主梁有限元精細化三維空間模型進行融合，獲得主梁溫度三維空間融合模型；

將第二實測溫度數據與橋塔有限元精細化三維空間模型進行融合，獲得橋塔溫度三維空間融合模型；

將第三實測溫度數據與斜拉索有限元精細化三維空間模型進行融合，獲得斜拉索溫度場實時推演模型；

將所述主梁溫度三維空間融合模型、所述橋塔溫度三維空間融合模型和所述斜拉索溫度場實時推演模型進行融合，獲得斜拉橋溫度場數字模型。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，將第一實測溫度數據與主梁有限元精細化三維空間模型進行融合，獲得主梁溫度三維空間融合模型，包括：

根據主梁有限元精細化三維空間模型獲取主梁的預測溫度和預測結構響應參數；

采用神經網絡算法，將主梁的預測溫度作為神經網絡模型的輸入，主梁的預測結構響應參數作為神經網絡模型的輸出，構建主梁神經網絡映射模型；

根據主梁神經網絡映射模型獲取主梁修正結構響應參數；

將所述第一實測溫度數據和所述主梁修正結構響應參數輸入主梁有限元精細化三維空間模型，獲得主梁溫度三維空間融合模型。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，將第二實測溫度數據與橋塔有限元精細化三維空間模型進行融合，獲得橋塔溫度三維空間融合模型，包括：

根據橋塔有限元精細化三維空間模型獲取橋塔的預測溫度和預測結構響應參數；

采用神經網絡算法，將橋塔的預測溫度作為神經網絡模型的輸入，橋塔的預測結構響應參數作為神經網絡模型的輸出，構建橋塔神經網絡映射模型；

根據橋塔神經網絡映射模型獲取橋塔修正結構響應參數；

將所述第二實測溫度數據和所述橋塔修正結構響應參數輸入橋塔有限元精細化三維空間模型，獲得橋塔溫度三維空間融合模型。