基于BIM的蝴蝶拱桥健康监测系统设计与应用

发布时间：2020-05-26 06:20

【摘要】：随着科学的进步、经济的发展、相应研究理论的成熟,桥梁结构逐渐向体系特殊化、空间大跨度、功能全、轻柔、美观环保等方向迅速发展,然而桥梁在运营阶段受到材料老化、环境腐蚀以及前期设计施工缺陷等问题影响,随着时间的积累,不可避免的加快桥梁老化程度,降低了结构的承载能力,也逐渐削弱了桥梁安全性能与使用功能,在缩短桥梁服役寿命的同时,还对社会的安全稳定造成极大威胁。因此,搭建桥梁健康结构健康监测系统,实时掌握桥梁整体结构与各构件工作状态,高效、快捷、精准的评估桥梁结构安全稳定性,为预防桥梁事故的发生、减少财产损失、避免人员伤亡,显得十分必要。论文结合特殊结构桥梁健康监测系统和基于BIM的桥梁健康监测系统研究现状,明确了基于BIM的蝴蝶拱桥健康监测系统的研究内容,拟定了系统研究技术路线。结合蝴蝶拱桥拱肋、主梁、吊杆等主要构件受力特点确定系统监测项目,并以监测项目为出发点提出系统的功能需求、性能需求,进一步对系统总体框架以及数据采集与传输、数据处理与控制、数据管理与数据库、数据分析与健康评价、用户界面显示五个功能模块子系统进行设计研究;探讨了视频监控系统与超限监测数据联动的意义,提出视频与超限事件联动的功能要求,通过对前端联动与中心联动两种机制的优缺点比较,选择适用于桥梁健康监测系统的联动机制;研究了适用于桥梁健康监测系统的BIM平台,通过“骨架+模版”的方法,采用CATIA软件建立蝴蝶拱桥BIM模型并嵌入至健康监测系统WEB端;通过简化模型属性、压缩模型数据量、降低模型分辨率等手段对Web环境下的BIM模型进行轻量化处理;并结合业主方资金情况、系统具体使用需求以及实际应用研究成果,对成都市某蝴蝶拱桥的健康监测系统进行针对性设计,系统具有操作方便、实用性强等优点,进一步提高了桥梁的管理水平。
【图文】：

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吊杆受力特点吊杆将车行道和人行道上的桥道荷载传递至拱助，同时，内吊杆还抵抗了拱助自重分力产生的向覆的趋势。因此，吊杆需布置为空间索面结构，通过内外吊杆的共同作用，对外倾拱助提高约束，防曲效应。由于吊杆提供的竖向分力是固定的，因此吊杆的内力与拱助倾角有关，拱助倾角越大，吊杆就越大。尽管非对称外倾拱助钢拱桥受力复杂，，但却可以维持三维空间的力学平衡，结构是完全可以
【学位授予单位】：中国铁道科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U446

【参考文献】