[发明专利]基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法

权利要求书

1.基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，建立预应力钢结构BIM缩尺模型确定测点布置；布置智能传感器收集张拉过程中的力学信息；建立数字孪生模型；建立风险耦合数字孪生模型；判断预应力钢结构张拉构件的预应力是否符合标准的方法：应用深度学习的风险耦合数字孪生模型；预应力钢结构张拉构件是否符合标准的判定。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：所述的建立预应力钢结构BIM缩尺模型确定测点布置，根据实际工程模型确定模型试验的范围，模型试验采用与工程完全缩尺的尺寸进行试验；同时收集大跨度预应力钢结构拉索张拉特性资料及调研数据，确定试验目标、测点布置再进行试验模型用料汇总和试验设备汇总，最终建立起试验模型。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：所述的布置智能传感器收集张拉过程中的力学信息，根据需要测定杆件的内力、节点坐标、节点位移，利用柱式拉压力传感器配合静态应变仪来测量拉索索力，利用振弦式应力应变传感器配合振弦式应力应变采集仪来测量撑杆内力，利用全站仪测量上环索和撑杆的位移，利用三维激光扫描仪测量结构所有构件、节点的实际位移，进行结构整体位移的测量。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：所述的建立数字孪生模型，根据布置智能传感器收集张拉过程中的力学信息建立数字孪生模型，数字孪生模型包括轮辐式索桁架结构对应的BIM模型、有限元模型以及经过三维扫描修正后的BIM模型、有限元模型，动态、真实、实时反映物理空间轮辐式索桁架的实际张拉提升过程。

5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：所述的风险耦合数字孪生模型的建立，分析与人－机－料－法－环关联的安全风险因素的耦合关系，考虑拉索、锚头、索夹、节点连接以及张拉设备、工装、张拉速度、荷载响应、施加预应力值耦合作用的影响并与关联规则结合构建风险因素之间的风险耦合数字孪生模型。

6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：所述的应用深度学习的风险耦合数字孪生模型，首先预处理信息数据，以消除量纲和单位的影响；利用深度学习将关键安全风险因素的目标值与实际值映射为安全风险诱发因素，确定模型精确映射关系，建立映射关系函数；接着依据安全规则和安全评价标准，基于建立的数字孪生模型进行大跨度预应力钢结构张拉安全预测分析。

7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的预应力钢结构智能张拉方法，其特征在于：所述的预应力钢结构张拉构件是否符合标准的判定，通过缩尺模型，进行索网结构张拉过程可能出现的安全风险状况模拟试验研究，包括拉索预应力超张拉模拟、拉索破断模拟、预应力损失模拟、支座安装误差模拟、节点支座偏差模拟、突发极端荷载变化模拟、索夹滑移影响模拟、撑杆连接破坏模拟以及人为因素误操作模拟。