技术领域
本发明涉及主要用于公路桥梁中的扁平钢箱梁的智能管养的基于BIM的扁平钢箱梁智能管养方法及系统，主要用于公路桥梁中的扁平钢箱梁的智能管养。
背景技术：
随着扁平钢箱梁在大跨桥梁中的广泛应用，其服役期间的管理养护受到业界的高度重视。由于钢箱梁体量大、构件类型繁多，如何处理和分析检测信息，准确而迅速地制定养护管理策略，桥梁管理单位提出了巨大的挑战。随着服役时间的延长，传统的以人工信息录入、平面图形显示的传统桥梁检测和养护方法，难以适应检测信息海量化、损伤发展复杂化的要求，亟待开发新型智能管养方法和系统。
BIM(建筑信息模型，Building Information Modeling)以计算机上建筑信息模型模拟真实建筑，它以三维数字技术为基础，集成了工程建设项目中各种相关信息，是数字信息技术在建筑工程中的直接应用。BIM能够涵盖整个项目的生命周期，能够不断提供质量高、可靠性强的信息来使建筑物的运作、维护和设施管理更好的运行，节约成本、提高效率。在项目的生命周期中，运维阶段是最长、也是信息量最大的一个阶段，既需要从设计和建造过程中收集项目信息用于运维，又需要存储海量运维信息，实现信息智能共享、协同与管理。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能够高效运行的基于BIM的扁平钢箱梁智能管养方法及系统。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：基于BIM的扁平钢箱梁智能管养方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)根据设计资料，建立扁平钢箱梁的BIM模型；
(2)在BIM模型上建立BIM信息卡，对不同检测时间t下每处锈蚀和裂缝的唯一名称、唯一空间位置、平面几何形状与尺寸、锈蚀深度d(t)、裂缝深度v(t)信息进行记录；
(3)开发BIM模型和有限元软件之间的数据交互接口，根据有限元软件计算不同检测时间t 下每个锈蚀和裂缝位置处的损伤D(t)，然后将损伤D(t)存入BIM信息卡；
(4)在BIM模型中读入不同检测时间t下的损伤D(t)，根据损伤程度及其发展的速度制定合适的管养决策。
进一步的，所述的锈蚀和裂缝的唯一空间位置采用三阶段空间定位方法，具体步骤为：
(1)第一阶段：对扁平钢箱梁中的各个组件的唯一名称进行定义并在BIM信息卡上进行记录；所述各个组件包括横隔板、顶板、上部纵肋、底板和下部纵肋的唯一名称；
所述横隔板的唯一名称是以表示横隔板的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个横隔板进行命名，横隔板名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁纵向方向依次对横隔板进行编号得到，所述阿拉伯数字为横隔板编号；
所述顶板的唯一名称是以表示顶板的英文和两个阿拉伯数字的组合对各个顶板进行命名，顶板名称中的两个阿拉伯数字分别是与该顶板相连的两个横隔板编号；所述横隔板编号较小者在前，较大者在后；
所述底板的唯一名称是以表示底板的英文和两个阿拉伯数字的组合对各个底板进行命名，底板名称中的两个阿拉伯数字分别是与该底板相连的两个横隔板编号；所述横隔板编号较小者在前，较大者在后；
所述上部纵肋的唯一名称是以表示上部纵肋的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个顶板进行命名，上部纵肋名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁横向方向依次对上部纵肋进行编号得到；所述下部纵肋的唯一名称是以表示下部纵肋的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个底板进行命名，下部纵肋名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁横向方向依次对下部纵肋进行编号得到；
(2)第二阶段：对扁平钢箱梁各个组件子平面的唯一名称进行定义，并在BIM信息卡上进行记录；所述各个组件子平面包括对应上部纵肋与下部纵肋位置的横隔板子平面，对应顶板与底板位置的横隔板子平面、顶板子平面、底板子平面，还包括上部纵肋的三个子平面、下部纵肋的三个子平面；上部纵肋的三个子平面包括两个侧面和一个底面，下部纵肋的三个子平面包括两个侧面和一个顶面；
所述对应上部纵肋与下部纵肋位置的横隔板子平面的唯一名称，是通过在横隔板唯一名称的后面依次加上表示上部纵肋的字母、上部纵肋阿拉伯数字、下部纵肋的字母、下部纵肋阿拉伯数字进行命名；
所述对应顶板与底板位置的横隔板子平面的唯一名称，是通过在横隔板唯一名称的后面依次加上表示顶板的字母、上部纵肋阿拉伯数字、下部纵肋的字母、下部纵肋阿拉伯数字进行命名；
所述顶板子平面的唯一名称，是通过在顶板唯一名称的后面依次加上相邻两个上部纵肋的阿拉伯数字编号进行命名；阿拉伯数字编号较小者在前，编号较大者在后；
所述底板子平面的唯一名称，是通过在底板唯一名称的后面依次加上相邻两个下部纵肋的阿拉伯数字编号进行命名；阿拉伯数字编号较小者在前，编号较大者在后；
所述上部纵肋的三个子平面的位移名称，是通过在上部纵肋唯一名称的后面依次加上表示所述上部纵肋的三个子平面的字母进行命名；
所述下部纵肋的三个子平面的位移名称，是通过在下部纵肋唯一名称的后面依次加上表示所述下部纵肋的三个子平面的字母进行命名；
(3)第三阶段：建立局部二维坐标系，即在顶板子平面、底板子平面、上部纵肋的三个子平面、下部纵肋的三个子平面、上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面、顶板与底板对应的横隔板子平面上分别建立局部二维坐标系，最终实现对管养信息的精准定位；
所述顶板子平面的局部二维坐标系，两个坐标轴方向分别为桥梁纵向和桥梁横向，原点的位置在编号较小的横隔板和编号较小的上部纵肋的交点处，桥梁纵向指向编号较大的横隔板，桥梁横向指向编号较大的上部纵肋；
所述底板子平面的局部二维坐标系，两个坐标轴方向分别为桥梁纵向子平面和桥梁横向，原点的位置在编号较小的横隔板和下部纵肋的交点处，桥梁纵向子平面指向编号较大的横隔板，桥梁横向指向编号较大的上部纵肋；
所述上部纵肋的两个侧向子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁纵向的子平面方向，原点的位置在编号较小的横隔板、上部顶板与该子平面的交点处；桥梁纵向指向编号较大的横隔板，垂直于桥梁纵向的子平面方向指向顶板；
所述上部纵肋的底部子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向，另外一个坐标轴的方向为桥梁横向，原点的位置在编号较小的横隔板与该子平面的交点处；桥梁纵向指向编号较大的横隔板，桥梁横向指向编号较大的上部纵肋；
所述下部纵肋的两个侧向子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁纵向的子平面方向，原点的位置在编号较小的横隔板、上部顶板与该子平面的交点处；桥梁纵向指向编号较大的横隔板)，垂直于桥梁纵向的子平面方向指向顶板；
所述下部纵肋的底部子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向，另外一个坐标轴的方向为桥梁横向，原点的位置在编号较小的横隔板与该子平面的交点处；桥梁纵向指向编号较大的横隔板，桥梁横向指向编号较大的上部纵肋；
所述上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴的方向为桥梁横向，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁横向的子平面方向，原点的位置在上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面与下部纵肋顶板子平面的交线的中点处；桥梁横向指向编号较大的上部纵肋和下部纵肋，垂直于桥梁横向的子平面方向指向顶板；
所述的顶板与底板对应的横隔板子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴的方向为桥梁横向，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁横向的子平面方向，原点的位置在顶板与底板对应的横隔板子平面与底板子平面交线的中点处；桥梁横向指向编号较大的上部纵肋和下部纵肋，垂直于桥梁横向的子平面方向指向顶板。
进一步的，所述的锈蚀和裂缝的平面几何形状与尺寸采用如下方法进行计算：
(1)通过带平面刻度镜头的数码摄像机拍摄锈蚀和裂缝现场照片，根据刻度与像素之间的转换关系得到单位像素对应的真实尺寸值；
(2)计算锈蚀面积A(t)：根据设定的网格尺寸a(i)，将锈蚀区域划分为n个方格网，得到锈蚀区域网格面，计算得到锈蚀区域的面积A(t)＝∑na2(i)；
计算裂缝长度L(t)：根据设定的直线段单元尺寸l(i)，将裂缝划分为m个直线段，计算得到裂缝的长度L(t)＝∑ml(i)。
进一步的，还包括偏平钢箱梁安全预警步骤：
(1)根据设计图纸建立初始有限元模型，计算得到车辆荷载作用下的初始应力S0和初始疲劳寿命L0，结合规范相关规定，设定应力阈值ST、疲劳寿命阈值LT、锈蚀应力预警阈值T1、裂缝疲劳寿命预警阈值T2；
(2)将锈蚀区域的网格面和裂缝的直线段写入到BIM模型，将带锈蚀和裂缝的BIM模型转化、生成有限元模型；
(3)有限元模型根据BIM信息卡中记录的锈蚀和裂缝的唯一空间位置、平面几何形状与尺寸、锈蚀深度d(t)、裂缝深度v(t)信息对扁平钢箱梁的初始有限元模型的几何参数进行修改，计算得到考虑锈蚀和裂缝的有限元刚度矩阵；
(4)计算得到车辆荷载作用下的锈蚀处的应力S、裂缝处的疲劳寿命L，通过对比锈蚀应力预警阈值T1和裂缝疲劳寿命预警阈值T2，得到锈蚀处损伤D1＝S/ST和裂缝处损伤D2＝L/LT；
(5)当D1小于T1时，锈蚀处的安全预警结果为安全，反之为不安全；当D2小于T2时，锈蚀处的安全预警结果为安全，反之为不安全。
为实现上述技术目的，本发明采用上述基于BIM系统的扁平钢箱梁智能管养方法的基于BIM的扁平钢箱梁智能管养系统。
本发明的技术方案是：(1)根据设计资料，建立扁平钢箱梁的BIM模型；(2)在BIM 模型上建立BIM信息卡，对不同检测时间t下每处锈蚀和裂缝的唯一名称、唯一空间位置、平面几何形状与尺寸、锈蚀深度d(t)、裂缝深度v(t)信息进行记录；(3)开发BIM模型和有限元软件之间的数据交互接口，根据有限元软件计算不同检测时间t下每个锈蚀和裂缝位置处的损伤D(t)，存入BIM信息卡；(4)在BIM模型中读入不同检测时间t下的损伤计算结果 D(t)，根据损伤程度及其发展的速度制定合适的管养决策。
1.所述的锈蚀和裂缝的唯一空间位置采用三阶段空间定位方法，具体步骤为：
(1)第一阶段：对钢箱梁中的各个组件的唯一名称进行定义，包括横隔板、顶板、上部纵肋、底板和下部纵肋的唯一名称，并在BIM信息卡上进行记录。
所述的横隔板的唯一名称是以表示横隔板的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个横隔板进行命名，横隔板名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁纵向方向依次对横隔板进行编号得到。
所述的顶板的唯一名称是以表示顶板的英文和两个阿拉伯数字的组合对各个顶板进行命名，顶板名称中的两个阿拉伯数字分别是与该顶板相连的两个横隔板编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的底板的唯一名称是以表示底板的英文和两个阿拉伯数字的组合对各个底板进行命名，底板名称中的两个阿拉伯数字分别是与该底板相连的两个横隔板编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的上部纵肋的唯一名称是以表示上部纵肋的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个顶板进行命名，上部纵肋名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁横向方向依次对上部纵肋进行编号得到。
所述的下部纵肋的唯一名称是以表示下部纵肋的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个底板进行命名，下部纵肋名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁横向方向依次对下部纵肋进行编号得到。
(2)第二阶段：对钢箱梁各个组件子平面的唯一名称进行定义，包括对应上部纵肋与下部纵肋位置的横隔板子平面，对应顶板与底板位置的横隔板子平面、顶板子平面、底板子平面、上部纵肋的三个子平面(两个侧面和一个底面)、下部纵肋的三个子平面(两个侧面和一个顶面)的唯一名称，并在BIM信息卡上进行记录。
所述的对应上部纵肋与下部纵肋位置的横隔板子平面的唯一名称，是通过在横隔板唯一名称的后面依次加上表示纵肋的字母、上部纵肋阿拉伯数字、下部纵肋阿拉伯数字进行命名。
所述的对应顶板与底板位置的横隔板子平面的唯一名称，是通过在横隔板唯一名称的后面依次加上表示顶板和底板的字母、顶板阿拉伯数字、底板纵肋阿拉伯数字进行命名。
所述的顶板子平面的唯一名称，是通过在顶板唯一名称的后面依次加上相邻两个上部纵肋的阿拉伯数字编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的底板子平面的唯一名称，是通过在底板唯一名称的后面依次加上相邻两个下部纵肋的阿拉伯数字编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的上部纵肋的三个子平面的位移名称，是通过在上部纵肋唯一名称的后面依次加上表示该子平面的字母。
所述的下部纵肋的三个子平面的位移名称，是通过在下部纵肋唯一名称的后面依次加上表示该子平面的字母。
(3)第三阶段：在上述子平面上分别建立局部二维坐标系，即在顶板子平面、底板子平面、上部纵肋的三个子平面、下部纵肋的三个子平面、上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面，顶板与底板对应的横隔板子平面上分别建立局部二维坐标系，最终实现对管养信息的精准定位。
所述的顶板子平面的局部二维坐标系，两个坐标轴方向分别为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)和桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板和编号较小的上部纵肋的交点处。
所述的底板子平面的局部二维坐标系，两个坐标轴方向分别为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)子平面和桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板和下部纵肋的交点处。
所述的上部纵肋的两个侧向子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向 (指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁纵向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在编号较小的横隔板、上部顶板与该子平面的交点处。
所述的上部纵肋的底部子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板与该子平面的交点处。
所述的下部纵肋的两个侧向子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向 (指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁纵向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在编号较小的横隔板、上部顶板与该子平面的交点处。
所述的下部纵肋的底部子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板与该子平面的交点处。
所述的上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋和下部纵肋)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁横向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面与下部纵肋顶板子平面的交线的中点处。
所述的顶板与底板对应的横隔板子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋和下部纵肋)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁横向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在顶板与底板对应的横隔板子平面与底板子平面交线的中点处。
2.本发明为实际的病害信息输入提供了可行、准确的定位依据，确保定位精度、提供现场信息采集效率，节约现场检测和信息采集时间，为BIM技术在桥梁检测和养护管理领域的发展和应用提供技术基础。
3.所述的锈蚀和裂缝的平面几何形状与尺寸采用如下方法进行计算为：
(1)通过带平面刻度镜头的数码摄像机拍摄锈蚀和裂缝现场照片，根据刻度与像素之间的转换关系得到单位像素对应的真实尺寸值；
(2)计算锈蚀面积A(t)：根据设定的网格尺寸a(i)，将锈蚀区域划分为n个方格网，得到锈蚀区域网格面，计算得到锈蚀区域的面积A(t)＝∑na2(i)；
计算裂缝长度L(t)：根据设定的直线段单元尺寸l(i)，将裂缝划分为m个直线段，计算得到裂缝的长度L(t)＝∑ml(i)。
4.所述的钢箱梁安全预警的具体步骤为：
(1)根据设计图纸建立的初始有限元模型，计算得到车辆荷载作用下的初始应力S0和初始疲劳寿命L0，结合规范相关规定，设定应力阈值ST、疲劳寿命阈值LT、锈蚀应力预警阈值 T1、裂缝疲劳寿命预警阈值T2。
(2)将锈蚀区域的网格面和裂缝的直线段写入到BIM模型，按照权利要求1所述的方法将带锈蚀和裂缝的BIM模型转化、生成有限元模型；
(3)有限元模型根据BIM信息卡中记录的锈蚀和裂缝的唯一空间位置、平面几何形状与尺寸、锈蚀深度d(t)、裂缝深度v(t)信息对扁平钢箱梁的初始有限元模型的几何参数进行修改，计算得到考虑锈蚀和裂缝的有限元刚度矩阵；
(4)计算得到车辆荷载作用下的锈蚀处的应力S、裂缝处的疲劳寿命L，通过对比锈蚀应力预警阈值T1和裂缝疲劳寿命预警阈值T2，得到锈蚀处损伤D1＝S/ST和裂缝处损伤D2＝L/LT。
(5)当D1小于T1时，锈蚀处的安全预警结果为安全，反之为不安全；当D2小于 T2时，锈蚀处的安全预警结果为安全，反之为不安全。
5.本发明提出了一种基于BIM平台的钢箱梁养护管理系统和方法，利用BIM平台的兼容性，将实际检测信息与有限元计算软件进行有益地结合，为钢箱梁的损伤计算、安全评估与预警提供了基础性操作平台。
附图说明
图1是本发明适用于某钢箱梁的模型图；
图2是图1中钢箱梁组件的名称标注示意图；
图3是图2中组件子平面标注示意图；
图4是钢箱梁腐蚀信息的网格化示意图；
图5是钢箱梁裂缝信息的线条化示意图；
图6是本发明的流程示意图。
其中，1是钢箱梁顶板，2是钢箱梁上部纵肋，3是钢箱梁横隔板，4是钢箱梁下部纵肋，5 是钢箱梁底板。
具体实施方式
实施例1
参见图6，本基于BIM的某扁平钢箱梁智能管养方法，包括以下步骤：
1.如图1所示，根据设计资料，建立扁平钢箱梁的BIM模型。
2.在BIM模型上建立BIM信息卡，对不同检测时间t下每处锈蚀和裂缝的唯一名称、唯一空间位置进行记录，具体步骤为：
(1)如图2所示，对钢箱梁中的各个组件的唯一名称进行定义，包括横隔板、顶板、上部纵肋、底板和下部纵肋的唯一名称，并在BIM信息卡上进行记录。
所述的横隔板的唯一名称是以表示横隔板的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个横隔板进行命名，横隔板名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁纵向方向依次对横隔板进行编号得到。
所述的顶板的唯一名称是以表示顶板的英文和两个阿拉伯数字的组合对各个顶板进行命名，顶板名称中的两个阿拉伯数字分别是与该顶板相连的两个横隔板编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的底板的唯一名称是以表示底板的英文和两个阿拉伯数字的组合对各个底板进行命名，底板名称中的两个阿拉伯数字分别是与该底板相连的两个横隔板编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的上部纵肋的唯一名称是以表示上部纵肋的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个顶板进行命名，上部纵肋名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁横向方向依次对上部纵肋进行编号得到。
所述的下部纵肋的唯一名称是以表示下部纵肋的英文和一个阿拉伯数字的组合对各个底板进行命名，下部纵肋名称中的阿拉伯数字是通过沿桥梁横向方向依次对下部纵肋进行编号得到。
(2)如图3所示，对钢箱梁各个组件子平面的唯一名称进行定义，包括对应上部纵肋与下部纵肋位置的横隔板子平面，对应顶板与底板位置的横隔板子平面、顶板子平面、底板子平面、上部纵肋的三个子平面(两个侧面和一个底面)、下部纵肋的三个子平面(两个侧面和一个顶面)的唯一名称，并在BIM信息卡上进行记录。
所述的对应上部纵肋与下部纵肋位置的横隔板子平面的唯一名称，是通过在横隔板唯一名称的后面依次加上表示纵肋的字母、上部纵肋阿拉伯数字、下部纵肋阿拉伯数字进行命名。
所述的对应顶板与底板位置的横隔板子平面的唯一名称，是通过在横隔板唯一名称的后面依次加上表示顶板和底板的字母、顶板阿拉伯数字、底板纵肋阿拉伯数字进行命名。
所述的顶板子平面的唯一名称，是通过在顶板唯一名称的后面依次加上相邻两个上部纵肋的阿拉伯数字编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的底板子平面的唯一名称，是通过在底板唯一名称的后面依次加上相邻两个下部纵肋的阿拉伯数字编号(编号较小者在前，编号较大者在后)。
所述的上部纵肋的三个子平面的位移名称，是通过在上部纵肋唯一名称的后面依次加上表示该子平面的字母。
所述的下部纵肋的三个子平面的位移名称，是通过在下部纵肋唯一名称的后面依次加上表示该子平面的字母。
(3)在上述子平面上分别建立局部二维坐标系，即在顶板子平面、底板子平面、上部纵肋的三个子平面、下部纵肋的三个子平面、上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面，顶板与底板对应的横隔板子平面上分别建立局部二维坐标系，最终实现对管养信息的精准定位。
所述的顶板子平面的局部二维坐标系，两个坐标轴方向分别为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)和桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板和编号较小的上部纵肋的交点处。
所述的底板子平面的局部二维坐标系，两个坐标轴方向分别为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)子平面和桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板和下部纵肋的交点处。
所述的上部纵肋的两个侧向子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向 (指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁纵向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在编号较小的横隔板、上部顶板与该子平面的交点处。
所述的上部纵肋的底部子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板与该子平面的交点处。
所述的下部纵肋的两个侧向子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向 (指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁纵向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在编号较小的横隔板、上部顶板与该子平面的交点处。
所述的下部纵肋的底部子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴方向为桥梁纵向(指向编号较大的横隔板)，另外一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋)，原点的位置在编号较小的横隔板与该子平面的交点处。
所述的上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋和下部纵肋)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁横向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在上部纵肋与下部纵肋对应的横隔板子平面与下部纵肋顶板子平面的交线的中点处。
所述的顶板与底板对应的横隔板子平面的局部二维坐标系，一个坐标轴的方向为桥梁横向(指向编号较大的上部纵肋和下部纵肋)，另外一个坐标轴的方向为垂直于桥梁横向的子平面方向(指向顶板)，原点的位置在顶板与底板对应的横隔板子平面与底板子平面交线的中点处。
3.对锈蚀区域、裂缝平面几何形状与尺寸、锈蚀深度d(t)、裂缝深度v(t)信息进行记录，所述的锈蚀和裂缝的平面几何形状与尺寸采用如下方法进行计算：
(1)通过带平面刻度镜头的数码摄像机拍摄锈蚀和裂缝现场照片，根据刻度与像素之间的转换关系得到单位像素对应的真实尺寸值；
(2)如图4所示，计算锈蚀面积A(t)。根据设定的网格尺寸a(i)，将锈蚀区域划分为n个方格网，得到锈蚀区域网格面，计算得到锈蚀区域的面积A(t)＝∑na2(i)；
(3)如图5所示，计算裂缝长度L(t)。根据设定的直线段单元尺寸l(i)，将裂缝划分为m个直线段，计算得到裂缝的长度L(t)＝∑ml(i)。
4.开发BIM模型和有限元软件之间的数据交互接口，根据有限元软件计算不同检测时间t下每个锈蚀和裂缝位置处的损伤D(t)，存入BIM信息卡。具体步骤为：
(1)根据设计图纸建立的初始有限元模型，计算得到车辆荷载作用下的初始应力S0和初始疲劳寿命L0，结合规范相关规定，设定应力阈值ST、疲劳寿命阈值LT、锈蚀应力预警阈值 T1、裂缝疲劳寿命预警阈值T2。
(2)将锈蚀区域的网格面和裂缝的直线段写入到BIM模型，按照权利要求1所述的方法将带锈蚀和裂缝的BIM模型转化、生成有限元模型；
(3)有限元模型根据BIM信息卡中记录的锈蚀和裂缝的唯一空间位置、平面几何形状与尺寸、锈蚀深度d(t)、裂缝深度v(t)信息对扁平钢箱梁的初始有限元模型的几何参数进行修改，计算得到考虑锈蚀和裂缝的有限元刚度矩阵；
(4)计算得到车辆荷载作用下的锈蚀处的应力S、裂缝处的疲劳寿命L，通过对比锈蚀应力预警阈值T1和裂缝疲劳寿命预警阈值T2，得到锈蚀处损伤D1＝S/ST和裂缝处损伤D2＝L/LT。
(5)当D1小于T1时，锈蚀处的安全预警结果为安全，反之为不安全；当D2小于T2时，锈蚀处的安全预警结果为安全，反之为不安全。