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桥梁工程

BIM技术在桥梁工程设计的应用

本站     2018-3-3 10:27:16    

BIM技术是基于桥梁工程项目的各类有关数据资料情况,将其用作建模的基础,搭建桥梁模型。通过选择BIM关键的建模程序AutodeskRevit构建整座桥梁的每个构件的族库,构建桥梁信息的数字化模型,通过构建完善的桥梁的数字化模型运用,实现桥梁工程的设计、工程量预估、打造平面施工图、仿真施工展示等工作。

【关键词】BIM技术;族库;桥梁工程

1引言

进入21世纪以来,伴随着经济形势的不断好转,大型桥梁的建设项目逐渐增加,如我们熟知的港珠澳大桥等。由于桥梁结构形式的不断创新,桥梁结构的力学性能更加复杂,因此,对全桥的设计和施工要求更高。本文基于一般桥梁对BIM技术在全桥工程设计中的运用及全桥项目族库的构建方式做出探索,并选用BIM的关键建模程序AutodeskRevitStructure,通过构建完整的族库逐渐实现全桥的信息化数字模型。

2建构模型

2.1构建完整的族库BIM的重要建模应用程序是AutodeskRevit,该软件是为构件提供族的协作作用。族是构成工程的构件,并且兼具参数数据的表征功能。在该应用程序中,所谓族是参数化的构件,运用该软件的人员可以自己创立构件族。虽然该软件具备极强的族编辑能量,但是由于桥梁自身架构的复杂性,目前的全桥族库尚未构建完备。但因其具备开放的入口,可以通过从外界导入的方法进行完善。族库的特征是能通过已然构建好的参数化模板族非间接建模,只需微调族的相关数据即可,如此能够有效缩短建模的时间。把已经建构的构件族存储在族库中,当将来面临相似的构件族时,只需要更改相关参数就可以实现建模,进而大大减少重复工作。2.1.1构建基础族例如,某桥梁的基础形式选用桩基础,依据平面图纸,通过AutodeskRevit应用程序,利用里面自带的架构基础族模板构建基础族库;箍梢约敫鞲龌臼,在二维图形和三维立体图形中检验基础模型是否存有问题。2.1.2构建墩台族还是回到上面举例的桥梁。由于桥址位于公路和路边的河流斜交处,为了规避压迫河床泄洪断面的情况,减少新建桥梁对公路的损害,将承受桥墩顺延渠道倾斜30度。在AutodeskRevit软件中点击拉伸和综合功能构建墩台族,实现立体展示效果,确认可行性[1]。2.1.3构建主体族该桥梁用钢筋混凝土浇筑上部结构,建模时,要关注梁体的位置有无偏差以及梁体横断面处的处理,通过二维图纸展示检查是否存在问题。2.2桥梁完整的建模形态每一个基本构件族构建完毕后,通过构建完备的族库在该软件中构建一个架构的项目数据,并把已建好的族库导入该项目文件中,协调每个基础构件的方位,获取完整的桥梁信息化建模信息。依据现实的地质地理环境,分别把构建完成的地形、基础、墩台、主梁体等族库导入其中,协调每个构件在项目文档中的方位就可以顺利地实现建模了。

3协调合作、共同设计

协调合作、共同设计是BIM技术无可匹敌的优势所在,它可以有效地提升设计者间的沟通与合作,从而规避设计冲突,是实现提高工程项目整个生命周期和每个阶段质量与成效的保证。应用该技术自带的协同操作平台,把项目设计过程中各个参与者汇集到相同的平台中,极致发挥BIM数字化系统模型,以免出现重复建模的情况,使高效率高质量设计从梦想照进现实。虽然全桥工程项目在设计上涉及的专业较少,但是由于桥梁架构的复杂性,协同操作平台对设计者来讲无比重要。

4BIM与分析软件整合

在传统设计中,图纸模型和计算模型相互割裂,通过模型的计算结果不断地优化设计方案,修改设计图纸,工作量相对较大。在BIM技术的基础上进行二次开发,通过参数化建模的方式生成三维模型,建立BIM模型与分析软件的互通,将BIM模型导入分析软件进行分析计算,实现高效的全桥设计和分析计算过程。通过计算结果反馈修改BIM建模参数,可以有效地提高设计效率。同时,将BIM三维模型局部导入有限元计算软件进行局部分析计算,通过计算结果修订三维模型,从而实现建模和分析计算的高效统一[2]。

5自行计算工程量运用

BIM技术的全桥项目工程的全部数据文件都可以存放在模型数据库中,以上数据能被电脑自行获取,并且高效地对构件进行工程量解析,以减少因反复的人员手动操作引致的失误,还可以实现工程量伴随设计更改并即时输出更改后的正确有效的工程量信息。AutodeskRevit作为BIM的关键模型是运用关联数据库建立立体式数据模型,它是一个巨大的数据集合,涵括了各式各样的构件单元,各个单元之间存在着密不可分的关联。目前,我们可以利用AutodeskRevit中的相关功能访问文件,也可以获取里面的真实数据信息,甚至可以获得全部的实体信息。运用BIM获取工程量的结果可以预估项目投资成本,进而对方案做出比较和筛选。并且这些工程量可以直接运用到施工开始前的工程量估算和完成后的工程量统计上。

6平面图纸的自行生成

以往采用的CAD平面施工图纸假若出现一处更改,整张图纸均需要人工进行相应的更改,不仅耗时耗力,还降低了工作效率,而且极易忽略需要更改的工作。而应用BIM技术导出的平面图纸最大的好处是可以实现即时更新,若更改图纸中的任意一处,相关数据变动会带来二维图纸的自行更改,无需人工检查与修改,从而节省了大量的时间,大大提升了工作效率。所有的CAD平面施工图均需要人工亲手绘制,还要求绘制相关解析图纸,工作量可谓海量。并且由于全桥工程项目细节构件繁多,出现差错是不可避免的,如此一来不但会影响图纸的正确性,还会影响施工进程、要求返工或设计图纸最后要推翻重来的情况都会出现,让项目蒙受工期拖延和投资损失。在BIM技术中运用建模关键软件AutodeskRevit对三维模型构建完毕后,它的二维、三维、截面、剖面等各个详细图形都可以依据工程要求点击导出,和以往的CAD平面绘图方法对比,更能看出其优势。该技术可以迅速、精确地导出细节构造图,还可以便捷地展示其在完整的模型或平面图中的具体位置,较为复杂的、使施工人员难以理解的构件,可以采用三维图示展现出来,以减少因误解带来的施工错误、返工等问题。

7结语

构建信息模型技术能有效地助力全桥项目的设计,该技术在初步设计应用阶段,作为协助性的工具可以在很多环节中展示其优势。伴随BIM技术的不断开发,其价值会日益凸显,桥梁设计工作者们必须掌握这门技术,让其为我们的桥梁设计工作服务。


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