[发明专利]一种基于BIM的桥梁裂缝安全评定方法和装置

说明书

本申请公开了一种基于BIM的桥梁裂缝安全评定方法和装置，所述方法包括：针对目标桥梁，构建BIM模型；获取桥梁基准模型和桥梁损伤模型，进行模态分析和静力分析，获取所述桥梁基准模型和桥梁损伤模型的基频，以及获取在同等荷载下所述桥梁基准模型和桥梁损伤模型的最大挠度，以及获取在同等荷载下所述桥梁损伤模型允许的最大挠度；获取挠度校验系数、整体刚度校验系数、临界整体刚度校验系数；获取目标桥梁的健康状态评定分数；获取目标桥梁的健康评定等级；获取目标桥梁的裂缝安全状态；本申请将桥梁裂缝安全状态的评定标准化、可视化，以便于及时对桥梁进行检修与维护。

技术领域

本申请涉及桥梁裂缝安全评定技术领域，尤其是一种基于BIM的桥梁裂缝安全评定方法和装置。

背景技术

裂缝是混凝土桥梁结构中最常见的病害，裂缝的出现涉及结构外观的破损，受力钢筋的锈蚀及结构功能的丧失。裂缝对桥梁性能的影响是多方面的，一是对桥梁使用性能的影响，开裂使桥梁刚度降低，继而影响其正常使用，严重的开裂问题导致桥梁承载力下降，影响桥梁的安全性能；二是直接降低桥梁的耐久性及使用寿命。

传统的桥梁裂缝检测方法基本依赖人工巡检、人为判断病害，并且借助传统检测仪器，如利用裂缝测宽仪、超声波检测仪、骨架式桥检车等来测量裂缝等病害的几何特征。该方法易受到测试专业人员自身的技术和经验等人为主观因素的影响，且检测效率低下，难以适应现代桥梁结构健康状态评估监测数据多且杂的情况。

发明内容

为了解决现有技术中对桥梁的裂缝的安全性评定依赖于人工评定，造成的评估结果不准确，评估标准不一致的问题，本申请公开了一种基于BIM的桥梁裂缝安全评定方法和装置。

本申请第一方面公开了一种基于BIM的桥梁裂缝安全评定方法，包括：

针对目标桥梁，获取目标桥梁的结构信息和裂缝信息，构建BIM模型；

根据所述BIM模型，获取桥梁基准有限元模型和桥梁损伤有限元模型；

根据所述桥梁基准有限元模型和桥梁损伤有限元模型，设定重力荷载和车道荷载，获取桥梁基准模型和桥梁损伤模型；

对所述桥梁基准模型和桥梁损伤模型进行模态分析和静力分析，获取所述桥梁基准模型和桥梁损伤模型的基频，以及获取在同等荷载下所述桥梁基准模型和桥梁损伤模型的最大挠度，以及获取在同等荷载下所述桥梁损伤模型允许的最大挠度；

获取基频校验系数；所述基频校验系数为所述桥梁损伤模型与所述桥梁基准模型的基频的比值；

获取挠度校验系数；所述挠度校验系数为所述在同等荷载下桥梁基准模型和桥梁损伤模型的最大挠度的比值；

获取整体刚度校验系数；所述整体刚度校验系数为所述基频校验系数和所述挠度校验系数的加权之和，加权系数为0.5；

获取临界整体刚度校验系数；所述临界整体刚度校验系数为同等荷载下桥梁基准模型的最大挠度和桥梁损伤模型允许的最大挠度的比值；

根据所述整体刚度校验系数、所述临界整体刚度校验系数以及预设规则，获取目标桥梁的健康状态评定分数；所述目标桥梁的健康状态评定分数处于0至100之间；

获取目标桥梁的健康评定等级；当所述目标桥梁的健康评定系数大于95，小于或等于100时，目标桥梁状态评定等级为一级；当所述目标桥梁的健康评定系数大于80，小于或等于95时，目标桥梁状态评定等级为二级；当所述目标桥梁的健康评定系数大于60，小于或等于80时，目标桥梁状态评定等级为三级；当所述目标桥梁的健康评定系数大于40，小于或等于60时，目标桥梁状态评定等级为四级；当所述目标桥梁的健康评定系数等于或大于0，小于或等于40时，目标桥梁状态评定等级为五级；