人工智能、大数据、建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)、信息传感技术等的快速发展给桥梁智能建造和运维提供了基础。以大跨度铁路桥梁为主要研究对象,采用文献调研、现场试验、数据分析等手段,开展桥梁智能建造和运维...人工智能、大数据、建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)、信息传感技术等的快速发展给桥梁智能建造和运维提供了基础。以大跨度铁路桥梁为主要研究对象,采用文献调研、现场试验、数据分析等手段,开展桥梁智能建造和运维综述。大跨度铁路桥梁智能建造与运维以模型和数据驱动为核心技术特征,前者表征桥梁结构的力学行为与物理机制,后者用于实现桥梁数字化或基于数据的桥梁状态推断,两者贯穿于桥梁设计、施工、验收和运维的全生命周期。智能设计不仅体现在设计工具的发展变革,基于性能的设计方法可从更高层次实现智能化设计,并对标桥梁安全、适用、经济、耐久目标。智能施工是智能建造的另外关键一环,以自动化信息化施工装备、施工全过程监测与预警、基于智能信息化平台的建设管理为主要发展方向,以安全、质量、绿色可持续等为评价指标。应用无人机、微波干涉雷达、移动检测装备等自动化技术开展新建大跨度铁路桥梁的线-桥状态评定将成为未来桥梁验收的发展趋势。进一步基于建维一体化理念,建立融合施工期关键数据和验收期桥-轨初始状态数据的数字孪生模型,可为智能运维管养提供基础模型支撑。智能运维以自动化检测、健康监测等为主要技术手段,正在朝模型和数据驱动的状态修、预防修方向发展,从线-桥一体化角度,推动实现桥梁与轨道检测监测数据的融合分析、线-桥状态综合评价,构建管理维修决策模型,是未来铁路桥梁智能运维发展的目标。展开更多
在“三跨”输电线路张力放线施工中,一旦发生事故被牵导线可能跌落冲击下方跨越网,威胁被跨越物的安全稳定运行,因此提出一种基于激光点云与建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的“三跨”施工跨越网动力学响应分析方...在“三跨”输电线路张力放线施工中,一旦发生事故被牵导线可能跌落冲击下方跨越网,威胁被跨越物的安全稳定运行,因此提出一种基于激光点云与建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的“三跨”施工跨越网动力学响应分析方法。首先利用机载激光雷达采集“三跨”施工现场的三维点云数据,使用改进的布料模拟滤波算法分割得到跨越地形点云数据,使用基于点云空间维度特征与K-Means算法实现对跨越档两侧杆塔点云数据的高精度提取;其次根据提取的点云数据结合BIM技术对目标设备及施工环境进行逆向建模,通过不同地表物体的组装堆砌,并在其上搭建施工跨越网模型;最后通过模拟事故发生时导线对跨越网的冲击碰撞,探测跨越网的承载性能及其与被跨越物之间的动态净空距离。结果表明,该方法能够提前在实际施工环境中对跨越网的动力学性能进行分析,为输电线路跨越施工提供可靠的安全保障及数据支撑,具有一定的工程价值。展开更多
现有大跨径桥梁有限元模型修正(finite element model updating,FEMU)方法一般未考虑运营荷载对结构动力特性的影响,导致修正后模型的参数变异性大。鉴于此,提出了一种考虑运营荷载的层次贝叶斯有限元模型修正方法,该方法包含考虑温度...现有大跨径桥梁有限元模型修正(finite element model updating,FEMU)方法一般未考虑运营荷载对结构动力特性的影响,导致修正后模型的参数变异性大。鉴于此,提出了一种考虑运营荷载的层次贝叶斯有限元模型修正方法,该方法包含考虑温度和交通荷载的概率参数修正、概率响应预测和结构状态评估。首先,根据监测数据的相关性分析结果确定了计算理论频率时需要考虑的荷载。随后,建立了温度-弹性模量线性关系,并基于动态称重(weigh-in-motion,WIM)数据,提出一种车辆荷载估计方法,以在有限元模型中定量考虑运营荷载对结构频率的影响。同时,引入两阶段马尔科夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)采样方法和响应面代理模型,以提高概率模型修正的计算速率。该方法在一座采集了两年监测数据的大跨径拱桥上得到了验证。结果表明,在考虑运营荷载、参数不确定性和建模误差后,实测频率基本处于预测频率的95%置信区间内。最后,基于实测响应和预测响应置信区间提出了一个结构状态指标,并利用该指标检测出该桥的路面铺装更换过程。展开更多
文摘人工智能、大数据、建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)、信息传感技术等的快速发展给桥梁智能建造和运维提供了基础。以大跨度铁路桥梁为主要研究对象,采用文献调研、现场试验、数据分析等手段,开展桥梁智能建造和运维综述。大跨度铁路桥梁智能建造与运维以模型和数据驱动为核心技术特征,前者表征桥梁结构的力学行为与物理机制,后者用于实现桥梁数字化或基于数据的桥梁状态推断,两者贯穿于桥梁设计、施工、验收和运维的全生命周期。智能设计不仅体现在设计工具的发展变革,基于性能的设计方法可从更高层次实现智能化设计,并对标桥梁安全、适用、经济、耐久目标。智能施工是智能建造的另外关键一环,以自动化信息化施工装备、施工全过程监测与预警、基于智能信息化平台的建设管理为主要发展方向,以安全、质量、绿色可持续等为评价指标。应用无人机、微波干涉雷达、移动检测装备等自动化技术开展新建大跨度铁路桥梁的线-桥状态评定将成为未来桥梁验收的发展趋势。进一步基于建维一体化理念,建立融合施工期关键数据和验收期桥-轨初始状态数据的数字孪生模型,可为智能运维管养提供基础模型支撑。智能运维以自动化检测、健康监测等为主要技术手段,正在朝模型和数据驱动的状态修、预防修方向发展,从线-桥一体化角度,推动实现桥梁与轨道检测监测数据的融合分析、线-桥状态综合评价,构建管理维修决策模型,是未来铁路桥梁智能运维发展的目标。
文摘在“三跨”输电线路张力放线施工中,一旦发生事故被牵导线可能跌落冲击下方跨越网,威胁被跨越物的安全稳定运行,因此提出一种基于激光点云与建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的“三跨”施工跨越网动力学响应分析方法。首先利用机载激光雷达采集“三跨”施工现场的三维点云数据,使用改进的布料模拟滤波算法分割得到跨越地形点云数据,使用基于点云空间维度特征与K-Means算法实现对跨越档两侧杆塔点云数据的高精度提取;其次根据提取的点云数据结合BIM技术对目标设备及施工环境进行逆向建模,通过不同地表物体的组装堆砌,并在其上搭建施工跨越网模型;最后通过模拟事故发生时导线对跨越网的冲击碰撞,探测跨越网的承载性能及其与被跨越物之间的动态净空距离。结果表明,该方法能够提前在实际施工环境中对跨越网的动力学性能进行分析,为输电线路跨越施工提供可靠的安全保障及数据支撑,具有一定的工程价值。
文摘现有大跨径桥梁有限元模型修正(finite element model updating,FEMU)方法一般未考虑运营荷载对结构动力特性的影响,导致修正后模型的参数变异性大。鉴于此,提出了一种考虑运营荷载的层次贝叶斯有限元模型修正方法,该方法包含考虑温度和交通荷载的概率参数修正、概率响应预测和结构状态评估。首先,根据监测数据的相关性分析结果确定了计算理论频率时需要考虑的荷载。随后,建立了温度-弹性模量线性关系,并基于动态称重(weigh-in-motion,WIM)数据,提出一种车辆荷载估计方法,以在有限元模型中定量考虑运营荷载对结构频率的影响。同时,引入两阶段马尔科夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)采样方法和响应面代理模型,以提高概率模型修正的计算速率。该方法在一座采集了两年监测数据的大跨径拱桥上得到了验证。结果表明,在考虑运营荷载、参数不确定性和建模误差后,实测频率基本处于预测频率的95%置信区间内。最后,基于实测响应和预测响应置信区间提出了一个结构状态指标,并利用该指标检测出该桥的路面铺装更换过程。
