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铁道建筑2025年第04期:模型和数据驱动的铁路桥梁智能建造与运维述评

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈亮;郭辉;张格明;柯在田;王芳;苏朋飞;李国龙;

单位:中国铁道科学研究院研究生部;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;高速铁路轨道系统全国重点实验室;中国铁道科学研究院集团有限公司;中国国家铁路集团有限公司工程管理中心;中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所;

摘要: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。

关键词:大跨度铁路桥梁;;模型和数据驱动;;基于性能设计;;健康监测;;线-桥一体化检测监测

基金资助:国家重点研发计划(2022YFB2602900);; 四川省重大科技专项(2023ZDZX0030);; 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(K2024G006)