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申请/专利权人：青岛亿联建设集团股份有限公司

摘要：本发明提供了一种集成BIM技术和算法模型的桥梁改造施工工法，属于建筑技术领域，解决了难以在确保载荷要求的情况下采取造价成本最低的改造方案。本发明采用BIM对待改造桥梁进行建模、分析和多方案加强模拟。计算出待改造桥梁的实际载荷与交通载荷要求的差距，根据差距计算出待改造桥梁各个部位需要进行的加强数据。进一步挑选首次加强的较大损伤位置组合，根据多次不同组合的模拟改造预测整体改造成本与效果，从而根据需求采用最合适的改造方案。本发明通过先在几处薄弱位置加强结构，可以有针对性地提高桥梁的承载能力，进一步优化对整座桥梁的全面改造方案。这可以节省大量的改造成本，特别是对于大跨度桥梁。

主权项：1.一种集成BIM技术和算法模型的桥梁改造施工工法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过测量与检测获取改造桥梁的施工基础信息参数，并获取改造桥梁的交通荷载要求，根据交通荷载要求、改造桥梁类型及改造桥梁总跨度，设计出桥梁的标准应力分布；S2、输入上述施工基础信息参数建立BIM改造桥梁模型，通过BIM对改造桥梁进行有限元分析和载荷分析，通过有限元分析获取改造桥梁的实际应力分布，将实际应力分布中的每部分实际应力值与标准应力分布中的每部分标准应力值进行比较，沿总跨度求取改造桥梁各位置的应力差值；步骤S2中，有限元分析包括建立有限元模型、求解分析和分析结果，建立有限元模型具体将改造桥梁的几何形状和结构细节转化为有限元模型；求解分析具体通过求解有限元模型，计算出每个有限元上的应力、应变、位移参数；步骤S2中，实际应力值包括弯曲应力、剪切应力、压应力、拉应力、剪切变形、挤压应力；步骤S2中，有限元分析将BIM改造桥梁模型划分成有限个单元，在每个单元内进行最大载荷施加模拟，并记录最大载荷所影响的单元范围，通过BIM计算出每个单元的最大应力，再通过有限元分析将每个单元的最大应力组合形成改造桥梁的实际应力分布；S3、沿总跨度将改造桥梁划分成若干单元长度，依次选出每单元长度内至少一处应力差值最大位置，通过BIM计算出每个应力差值最大位置对应的加强结构参数；步骤S3中，交通荷载与每个单元的最大载荷求取载荷差值，BIM根据载荷差值与应力差值的比值计算出加强结构的截面积，再以最大载荷所影响的单元范围作为加强结构的平面面积，通过截面积与平面面积获得加强结构模拟实体；S4、在BIM改造桥梁模型中选取若干应力差值最大位置，并一一对应模拟增加由BIM计算的加强结构，进一步在若干应力差值最大位置模拟加强后，计算其余应力分布；经过N次迭代选择不同组合的应力差值最大位置加强模拟，对应计算出N次不同其余应力分布；步骤S4中，选择应力差值最大位置的数量范围是3处位置至总体应力差值位置的13；步骤S4中，将加强结构模拟实体增加在对应的应力差值最大位置，形成模拟增强的改造结构；N次迭代运算包括以下步骤：首先确定任意3个应力差值最大位置作为迭代的起点，并对这3个应力差值最大位置进行加强模拟，直至全部应力差值最大位置均以3个数量组合完成加强模拟；再以任意4个应力差值最大位置进行加强模拟，直至全部应力差值最大位置均以4个数量组合完成加强模拟；由此直至组合数量达到总体应力差值位置数量13的自然数，共进行N次加强模拟后，对应N次应力分布；S5、在N次迭代运算中挑选应力分布与实际应力分布总体变化最小的一组，将最小的一组应力分布所对应的若干应力差值最大位置选择组合作为最节省改造加强方案。

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