[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
地址：	400060 ***	國省代碼：	重慶;50
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種數據有限元融合斜拉橋溫度場數字建模方法
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【說明書】：

本發明涉及斜拉橋結構健康監測技術領域，具體涉及一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法，包括：建立多個橋梁結構的有限元精細化三維空間模型；獲取各橋梁結構的實測溫度數據；根據各實測溫度數據和各有限元精細化三維空間模型獲取斜拉橋溫度場數字模型。通過先建立多個橋梁結構的有限元精細化三維空間模型，再根據各實測溫度數據和各有限元精細化三維空間模型獲取斜拉橋溫度場數字模型。這樣，通過斜拉橋溫度場數字模型可以反映橋梁結構體系的全場特性，得到溫度對斜拉橋的橋梁體系的影響，以及溫度與各橋梁結構之間的關聯性，從而能夠準確地對斜拉橋進行損傷識別和安全評估，進而實現對斜拉橋的健康監測，提高斜拉橋運營的安全性。

技術領域

本發明涉及斜拉橋結構健康監測技術領域，具體涉及一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法。

背景技術

近年來由于交通量顯著上升，由車輛和外部異常環境引起的超載問題日漸突出，加之原有設計考慮不周、施工工藝缺陷、運營維護不當以及材料性能劣化等原因，大量既有橋梁處于“帶病工作”狀態，存在嚴重的安全隱患，各類橋梁倒塌事故屢有所聞。其中，斜拉橋作為交通運輸的控制性工程，保障其安全運營更是對區域經濟發展和人民生命財產安全具有十分重要的現實意義。

“梁-塔-索”是斜拉橋結構的核心承載體系，其對于環境溫度的變化極為敏感，通過對橋梁結構體系的溫度場進行精細化反演可以更好地監測斜拉橋的健康狀態。傳統方法是在斜拉橋的有限個測點通過傳感器監測溫度數據，然后根據溫度數據對斜拉橋的橋梁體系的溫度場進行評估。但是，這樣的方式難以反映橋梁結構體系的全場特性。同時，由于部分傳感器損壞、全體監測數據長時間缺失、漸進式漂移、超量程等復雜情況，難以還原真實樣本數據，以及因數據在時間上不連續性與空間測點的有限性，無法準確地建立溫度與橋梁響應之間的關聯性模型，進而無法準確的實現損傷識別與安全評估。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法，提高斜拉橋運營的安全性。

本發明采用的技術方案是，一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法。

在第一種可實現方式中，一種數據與有限元融合的斜拉橋溫度場數字建模方法，包括：

建立多個橋梁結構的有限元精細化三維空間模型；

獲取各橋梁結構的實測溫度數據；

根據各實測溫度數據和各有限元精細化三維空間模型獲取斜拉橋溫度場數字模型。

結合第一種可實現方式，在第二種可實現方式中，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；

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

結合第二種可實現方式，在第三種可實現方式中，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；設計參數包括幾何尺寸和材料特性。