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橋梁工程

BIM技術在橋梁工程設計的應用

本站     2018-3-3 10:27:16    

BIM技術是基于橋梁工程項目的各類有關數據資料情況,將其用作建模的基礎,搭建橋梁模型。通過選擇BIM關鍵的建模程序AutodeskRevit構建整座橋梁的每個構件的族庫,構建橋梁信息的數字化模型,通過構建完善的橋梁的數字化模型運用,實現橋梁工程的設計、工程量預估、打造平面施工圖、仿真施工展示等工作。

【關鍵詞】BIM技術;族庫;橋梁工程

1引言

進入21世紀以來,伴隨著經濟形勢的不斷好轉,大型橋梁的建設項目逐漸增加,如我們熟知的港珠澳大橋等。由于橋梁結構形式的不斷創新,橋梁結構的力學性能更加復雜,因此,對全橋的設計和施工要求更高。本文基于一般橋梁對BIM技術在全橋工程設計中的運用及全橋項目族庫的構建方式做出探索,并選用BIM的關鍵建模程序AutodeskRevitStructure,通過構建完整的族庫逐漸實現全橋的信息化數字模型。

2建構模型

2.1構建完整的族庫BIM的重要建模應用程序是AutodeskRevit,該軟件是為構件提供族的協作作用。族是構成工程的構件,并且兼具參數數據的表征功能。在該應用程序中,所謂族是參數化的構件,運用該軟件的人員可以自己創立構件族。雖然該軟件具備極強的族編輯能量,但是由于橋梁自身架構的復雜性,目前的全橋族庫尚未構建完備。但因其具備開放的入口,可以通過從外界導入的方法進行完善。族庫的特征是能通過已然構建好的參數化模板族非間接建模,只需微調族的相關數據即可,如此能夠有效縮短建模的時間。把已經建構的構件族存儲在族庫中,當將來面臨相似的構件族時,只需要更改相關參數就可以實現建模,進而大大減少重復工作。2.1.1構建基礎族例如,某橋梁的基礎形式選用樁基礎,依據平面圖紙,通過AutodeskRevit應用程序,利用里面自帶的架構基礎族模板構建基礎族庫。還可以鍵入各個基本數據,在二維圖形和三維立體圖形中檢驗基礎模型是否存有問題。2.1.2構建墩臺族還是回到上面舉例的橋梁。由于橋址位于公路和路邊的河流斜交處,為了規避壓迫河床泄洪斷面的情況,減少新建橋梁對公路的損害,將承受橋墩順延渠道傾斜30度。在AutodeskRevit軟件中點擊拉伸和綜合功能構建墩臺族,實現立體展示效果,確認可行性[1]。2.1.3構建主體族該橋梁用鋼筋混凝土澆筑上部結構,建模時,要關注梁體的位置有無偏差以及梁體橫斷面處的處理,通過二維圖紙展示檢查是否存在問題。2.2橋梁完整的建模形態每一個基本構件族構建完畢后,通過構建完備的族庫在該軟件中構建一個架構的項目數據,并把已建好的族庫導入該項目文件中,協調每個基礎構件的方位,獲取完整的橋梁信息化建模信息。依據現實的地質地理環境,分別把構建完成的地形、基礎、墩臺、主梁體等族庫導入其中,協調每個構件在項目文檔中的方位就可以順利地實現建模了。

3協調合作、共同設計

協調合作、共同設計是BIM技術無可匹敵的優勢所在,它可以有效地提升設計者間的溝通與合作,從而規避設計沖突,是實現提高工程項目整個生命周期和每個階段質量與成效的保證。應用該技術自帶的協同操作平臺,把項目設計過程中各個參與者匯集到相同的平臺中,極致發揮BIM數字化系統模型,以免出現重復建模的情況,使高效率高質量設計從夢想照進現實。雖然全橋工程項目在設計上涉及的專業較少,但是由于橋梁架構的復雜性,協同操作平臺對設計者來講無比重要。

4BIM與分析軟件整合

在傳統設計中,圖紙模型和計算模型相互割裂,通過模型的計算結果不斷地優化設計方案,修改設計圖紙,工作量相對較大。在BIM技術的基礎上進行二次開發,通過參數化建模的方式生成三維模型,建立BIM模型與分析軟件的互通,將BIM模型導入分析軟件進行分析計算,實現高效的全橋設計和分析計算過程。通過計算結果反饋修改BIM建模參數,可以有效地提高設計效率。同時,將BIM三維模型局部導入有限元計算軟件進行局部分析計算,通過計算結果修訂三維模型,從而實現建模和分析計算的高效統一[2]。

5自行計算工程量運用

BIM技術的全橋項目工程的全部數據文件都可以存放在模型數據庫中,以上數據能被電腦自行獲取,并且高效地對構件進行工程量解析,以減少因反復的人員手動操作引致的失誤,還可以實現工程量伴隨設計更改并即時輸出更改后的正確有效的工程量信息。AutodeskRevit作為BIM的關鍵模型是運用關聯數據庫建立立體式數據模型,它是一個巨大的數據集合,涵括了各式各樣的構件單元,各個單元之間存在著密不可分的關聯。目前,我們可以利用AutodeskRevit中的相關功能訪問文件,也可以獲取里面的真實數據信息,甚至可以獲得全部的實體信息。運用BIM獲取工程量的結果可以預估項目投資成本,進而對方案做出比較和篩選。并且這些工程量可以直接運用到施工開始前的工程量估算和完成后的工程量統計上。

6平面圖紙的自行生成

以往采用的CAD平面施工圖紙假若出現一處更改,整張圖紙均需要人工進行相應的更改,不僅耗時耗力,還降低了工作效率,而且極易忽略需要更改的工作。而應用BIM技術導出的平面圖紙最大的好處是可以實現即時更新,若更改圖紙中的任意一處,相關數據變動會帶來二維圖紙的自行更改,無需人工檢查與修改,從而節省了大量的時間,大大提升了工作效率。所有的CAD平面施工圖均需要人工親手繪制,還要求繪制相關解析圖紙,工作量可謂海量。并且由于全橋工程項目細節構件繁多,出現差錯是不可避免的,如此一來不但會影響圖紙的正確性,還會影響施工進程、要求返工或設計圖紙最后要推翻重來的情況都會出現,讓項目蒙受工期拖延和投資損失。在BIM技術中運用建模關鍵軟件AutodeskRevit對三維模型構建完畢后,它的二維、三維、截面、剖面等各個詳細圖形都可以依據工程要求點擊導出,和以往的CAD平面繪圖方法對比,更能看出其優勢。該技術可以迅速、精確地導出細節構造圖,還可以便捷地展示其在完整的模型或平面圖中的具體位置,較為復雜的、使施工人員難以理解的構件,可以采用三維圖示展現出來,以減少因誤解帶來的施工錯誤、返工等問題。

7結語

構建信息模型技術能有效地助力全橋項目的設計,該技術在初步設計應用階段,作為協助性的工具可以在很多環節中展示其優勢。伴隨BIM技術的不斷開發,其價值會日益凸顯,橋梁設計工作者們必須掌握這門技術,讓其為我們的橋梁設計工作服務。


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