在大跨度橋梁建設領域,雙主梁式架橋機主梁作為核心承力構件,需歷經設計、制造、施工、運維全生命周期,長期承受吊裝載荷、作業沖擊及環境侵蝕等多重作用,易出現應力集中、疲勞損傷等問題,直接影響設備運行安全與工程進度。傳統應力監測與壽命評估方法多依賴離線檢測與經驗判斷,難以實現全流程動態***把控。數字孿生技術通過構建物理實體與虛擬模型的實時映射,為解決這一難題提供了有效路徑,可實現主梁全生命周期應力仿真的動態可視化與壽命預測的***化,推動架橋機運維從“被動維修”向“主動預判”轉型。

構建高保真數字孿生模型是實現全生命周期應力仿真與壽命預測的基礎。該模型需整合主梁設計參數、材料屬性、制造工藝等靜態數據,以及施工載荷、環境溫濕度、風速等動態數據,通過多物理場耦合技術實現虛實***映射。建模過程中,采用多級融合建模方法,結合有限元分析與實測數據對模型進行校準優化,重點提升跨中、支座銜接處等應力集中區域的仿真精度。同時,依托物聯網技術在主梁關鍵部位布設應力、振動、溫度等多類型傳感器,構建實時數據傳輸網絡,確保虛擬模型能同步感知物理主梁的運行狀態,為應力仿真提供***的數據支撐。
基于數字孿生模型的全生命周期應力仿真,可實現不同階段應力狀態的動態推演與可視化呈現。在設計階段,通過仿真模擬不同吊裝工況下的應力分布,優化主梁結構參數,規避潛在應力集中風險;在施工階段,實時融合傳感器采集的載荷與應力數據,動態更新仿真模型,***捕捉主梁在梁體吊裝、轉體等關鍵作業中的應力變化,為施工參數調整提供依據;在運維階段,持續仿真主梁在長期服役過程中的應力演化規律,清晰呈現疲勞應力的累積過程。這種全流程仿真打破了傳統分段監測的局限,實現了應力狀態的全周期動態追蹤。
數字孿生驅動的壽命預測通過融合仿真數據與智能算法實現***預判?;趹Ψ抡娅@取的全生命周期疲勞應力數據,結合材料疲勞特性,構建壽命預測模型,通過深度學習算法挖掘應力累積與損傷演化的內在關聯,***評估主梁剩余壽命。當仿真數據顯示某區域應力累積接近臨界值時,系統可提前觸發預警,并結合虛擬模型模擬不同維護方案的效果,為運維決策提供科學支撐。實踐表明,該技術可使主梁壽命預測誤差控制在合理范圍,有效降低非計劃停機風險,顯著提升架橋機運維的經濟性與安全性,為大型工程裝備的全生命周期管理提供了有益借鑒。




