[发明专利]基于BIM-FEM的桥梁健康评估系统和健康评估方法

说明书

本发明公开基于BIM‑FEM的桥梁健康评估系统和健康评估方法，包括：BIM桥梁运维管理模块，用于分类和储存桥梁运维养护过程中产生的相关信息；ANSYS桥梁有限元安全计算模块，用于对桥梁的受力状态进行计算；信息转接模块，用于实现BIM桥梁运维管理模块与桥梁有限元安全计算模块之间的信息互馈；信息查看模块，用于查看桥梁的运维管理信息和结构应力变形状态；信息录入模块，用于输入桥梁的基本工程数据和运维管理信息。本发明可以解决桥梁运维过程中BIM信息模型缺少有效结构安全分析的问题，将BIM技术可视化、协调性、模拟性的优势与有限元分析软件的计算优势相结合，为桥梁的运维提供可靠的桥梁安全评定功能与便捷的可视化体验。

技术领域

本发明专利主要应用于桥梁健康监测技术领域，涉及桥梁在运维过程中的快速结构安全评估，尤其是一种基于BIM-FEM的桥梁健康评估系统和健康评估方法。

背景技术

BIM(Building Informatica Modeling)建筑信息模型，该技术以计算机技术为基础，结合整个建筑工程各种项目信息，构建三维可视的建筑信息模型，在工程项目的全生命周期中发挥其相应的作用。桥梁运维在整个桥梁生命周期中与规划设计施工相比时间最长，在运维阶段更能发挥BIM的作用。基于BIM的桥梁管理系统可以有效地管理运维阶段的检查和评定信息，使养护管理工作科学规范，减少重复工作，降低养护管理成本，已成为目前桥梁管养的发展趋势。

然而，现阶段主流桥梁BIM管理系统仅停留在桥梁运维数据的写入和导出的层面上，不能有效利用已有的桥梁BIM模型数据和运维信息开展有限元分析工作，以进一步了解桥梁内部的应力变形状态并对发展趋势做预测，导致桥梁的养护工作总是处于信息滞后的状态，这不利于及时制定有效的加固维修计划。为此，提出一种基于BIM-FEM的桥梁健康评估系统和评估方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于BIM-FEM的桥梁健康评估系统和健康评估方法，本发明要解决的问题是：现阶段主流桥梁BIM管理系统不能有效利用已有的桥梁BIM模型数据和运维信息开展有限元分析工作，以进一步了解桥梁内部的应力变形状态并对发展趋势做预测，需要提供一种BIM与有限元分析相结合的方案，来满足桥梁健康评估预测的需要。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于BIM-FEM的桥梁健康评估系统，包括：运行在服务端的BIM桥梁运维管理模块、ANSYS桥梁有限元安全计算模块和信息转接模块，以及运行在客户端的信息查看模块和信息录入模块；

所述BIM桥梁运维管理模块，用于分类和储存桥梁运维养护过程中产生的运维管理信息，该运维管理信息以自动化和格式化的表达方式储存在服务端的数据库中，并与桥梁BIM三维模型建立关联，供使用人员进行可视化的调用；

所述ANSYS桥梁有限元安全计算模块，用于对桥梁的受力状态进行计算分析，通过桥梁BIM模型中对应桥梁的主要构件的BIM模型信息，建立桥梁有限元模型并求解分析，并将前处理与后处理步骤信息以命令流的方式导出到inp文件中，将求解分析的结果数据导出到ANSYS特有的rst文件中；

所述信息转接模块，用于实现BIM桥梁运维管理模块与ANSYS桥梁有限元安全计算模块之间的信息互馈，并建立两者之间的数据交换通道，实现桥梁BIM模型信息与ANSYS有限元模型信息的同步化；

所述信息查看模块，用于查看储存在BIM桥梁运维管理模块中的运维管理信息和结构应力变形状态，并根据所调取信息的类型，生成自动化和格式化的报表，或者依附于三维模型进行可视化的展示；

所述信息录入模块，用于输入桥梁的基本工程数据和运维管理信息，供BIM桥梁运维管理模块存储。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的运维管理信息包括结构信息、检查信息、评定信息、决策信息和维修信息。