数字孪生模型助韩国汉南大桥修缮不停运

汉南大桥于 1976 年投入使用，它在当时被认为是韩国基础设施系统的基础。经过 40 多年的运行，汉南大桥以及其他数百座同时代桥梁都已老化，达到设计时的使用寿命。因此，迫切需要对全国的桥梁进行维护或修缮工作，同时也要保证桥梁施工不妨碍交通运输。为了确保建立严格的监控和检查体系，并进行有效的修缮，韩国政府开发了新的桥梁维护系统 (BMS)。

桥梁的退化是交通运输机构关注的一个重点问题，强调了积极采取经济高效的策略进行预防性维护的必要性。新一代 BMS 的建立为桥梁维护提供了一个更加可靠的决策流程。面向对象的三维模型用于提供设计过程中所需的详细信息、分析、评估和协作工作流，并支持新 BMS 系统所需的 BIM 方法。

桥梁维护团队创建了与物理实体对应的数字孪生模型，然后借助其进行监控和数据分析。首先，使用OpenBridge Modeler 根据现有桥梁的竣工文档生成三维几何模型。接下来，使用 ContextCapture 和三维扫描程序创建“反向”三维表面模型。值得注意的是，在这个三维模型中，既包括使用无人机扫描获取的侧面和顶面模型的照片，又包括通过激光扫描获取的底面模型的云数据。任务结束时，三维模型根据预定义的标记重叠，这些标记包含在数字孪生模型中，并在三维扫描程序之前就添加到实体桥梁。重叠模型可以看作是实体桥梁的性能数字孪生模型，其中包括损坏记录，并在维护项目开始时便可将当时的模型表现出来。

最后，利用 RM Bridge 从数字孪生模型中推导出一个分析模型，以评估桥梁的未来表现。利用数字孪生模型，同时借助相机和应用了图像处理和图像跟踪方法的损坏检查机制，可以自动完成检查工作。一旦检查到有损坏，就会评估裂缝、材料降解、钢构件腐蚀或其他问题，以确定结构参数缩减。根据不同的组合荷载工况执行一系列案例分析，然后比较和讨论结果，并分析桥梁的未来表现。使用数字孪生模型可帮助桥梁管理团队确定新桥梁维护系统中所需的维修/强化措施，以便更好地管理韩国所有桥梁的监控和检查系统。

韩国中央大学教授ChangSu Shim 表示：“建模，特别是格网模型划分，是与分析过程相关的最耗时的任务。但是，Bentley 的桥梁应用程序可帮助工程师直接生成和优化三维格网模型，大大缩短项目的建模时间。”