甘肃快3

[分享]连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究

发表于2019-05-14    496人浏览    1人跟帖    筑龙币+100  复制链接  只看楼主

筑龙币+100

lmmszz9687

连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究

在桥梁工程设计、施工中的应用案例和文献尚少,并且BIM应用推广的软件方面还存在建模困难、应用软件不配套、IFC数据共享与交换过程中仍出现信息丢失等问题。因此,探索一种能精确建模且IFC数据交换信息无丢失的桥梁BIM建模方案具有重要意义。


在桥梁工程中常用的BIM建模软件为Tekla、Bentley、Catia、Revit。这4种建模软件各有所长。其中,Tekla擅长处理钢结构的复杂节点构造,在钢筋混凝土结构的二维出图和钢筋数量统计方面很有优势,但这种优势仅局限于桥梁工程中的钢结构专业,对于有复杂造型的桥梁或长大桥梁适应性差。Bentley的Openroads Designer与Openbridge Modeler软件组合使用建立桥梁模型的优点是可按照专业要求与习惯,即基于大地坐标、里程桩号、高程等要素进行模型的建立与组装,且钢筋模型占用计算机内存小;缺点是墩台模型库样式较少,参数化功能又较弱,不利于批量化应用,且纵向预应力管道的建立也较为繁琐。Catia源于机械航空领域,因此非常适用有复杂造型要求的工程结构,且其服务器工作模式能够适应桥梁工程的庞大数据量,但该软件在钢筋建模方面尚有待加强。Revit操作较为简单,是学习BIM的入门软件,普及率较高且可与3D Max等软件无缝对接,但建立桥梁模型也存在钢筋建模效率低、空间曲线构件建模不易等难点。


因此,本期内容基于郑阜高铁沈界1号大跨连续梁-钢桁组合桥(简称郑阜大桥)项目,尝试采用普及率高、适用性强的Revit软件建模,并克服钢筋建模效率低等难点,为桥梁BIM建模探索一种可行方案。


工程概况

郑阜大桥中心里程为DK193+594,全长345。80m,采用(86+172+86)m连续梁-曲弦钢桁组合结构,主梁采用预应力混凝土连续箱梁,按直线梁设计,在中跨160。55m范围内安装加劲钢桁,并采用“先梁后桁”法施工。


梁体箱梁为单箱双室、变高度、箱形截面,三向预应力体系,主梁采用挂篮悬臂浇筑施工。中支点处梁高11m,中跨跨中及边支点处梁高为5m,梁底下缘按二次抛物线变化,底宽11.3m,底板厚度0.4~1.7m。全联在端支点、中支点及钢桁-混凝土梁结合节点处共设17道横隔板,横隔板设有孔洞,供检查人员通过。


钢桁采用再分式桁架,桁高14m,节间距16m。在中支点位置采用曲弦方式和混凝土梁相连接。钢桁结构上弦杆采用箱形截面,尺寸为0.8m×0.8m,板厚为24~48m。腹杆采用工字形截面,高0.8m,翼缘板宽0.8m、厚度24~28mm,腹板厚度20~28mm。再分腹杆采用工字形截面,高0.8m,翼缘板宽0.4m、厚16mm,腹板厚度16mm。上平联采用X形构造,工字形截面,两端平联高0.47m,翼缘板宽0.60m,板厚20mm;其余平联高0.47m,翼缘板宽0.50m,板厚16mm。全桥对称设置4道横联。钢桁下弦点采用PBL剪刀键与混凝土梁相连,在节点板范围内设置凸台,外包钢板,内灌混凝土。


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_1

郑阜大桥BIM模型渲染图


BIM建模软件

基于Revit建模的成功案例,郑阜大桥的混凝土结构、钢筋采用 Revit 建模,并采用鲁班钢筋Civil提升钢筋建模效率;基于Catia在钢结构桥建模方面的成功案例与优势,钢桁架采用Catia进行建模;基于Dynamo参数化、自动化建模的优势,竖向预应力管模型采用Dynamo辅助建立;基于Inventor精确建立曲线构件的优势,纵向预应力管模型采用Inventor建立;3D Max通过导入的Revit的BIM模型制作施工动画视频,用于工人进行三维施工交底。


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_2

BIM建模软件


桥梁土建模型的建立


混凝土模型


郑阜大桥主梁为预应力混凝土连续箱梁,采用挂篮法施工,共有82个梁段,BIM模型建立的难点在于:在桥DK193+600处设计了变坡点,一边坡度为5.8‰,一边坡度为-6.5‰,不仅如此,每个梁段还有横向坡度要求,即82个梁段每段都不同,每个梁段尺寸都必须精确控制以保证坡度要求。主梁模型采用Revit族命令将梁段绘制完成后,插入到新建项目文件中进行拼装得到。

连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_3

郑阜大桥纵向坡度图


纵向预应力管模型


郑阜大桥主梁底板的预应力管道不仅要与主梁底板底面平行,而且还要平弯,这是Revit建模的一个难点。为解决该问题,采用Inventor生成预应力管道,然后导出Revit能打开的BIM交换文件,实践证明可实现无损失互导。具体操作步骤如下:

(1)打开Inventor软件,基于设计图纸绘制预应力管束平弯、竖弯草图;

(2)相交法得到预应力管束空间中心曲线,并放样生成管束;


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_4

D6预应力管平弯与竖弯面相交得到空间曲线


(3)通过Inventor软件的 BIM 转换按钮,导出 Autodesk交换文件(。ADSK格式);

(4)Revit打开Autodesk交换文件(.ADSK格式),得到Revit族文件,最后插入到土建模型的相应位置。


竖向预应力管模型


郑阜大桥有竖向预应力管7492根,且每根预应力管底距曲面梁底均为6 cm。位于0号块两侧的主梁底面曲面不相同,因此每根竖向预应力管长度均不同。手动精确建模十分麻烦,因此考虑采用Dynamo进行批量生成。Dynamo是内嵌于Revit的可视化编程平台,可通过节点相互连接来取代程序代码编程的方式与Revit数据库联动,获取、分析与编辑数据,实现BIM模型的自动化创建与调整。

Dynamo节点编辑思路为:在Revit中创建纵向预应力管模型,需要有底部与顶部标高、放置点与族类型等参数。在Dynamo中对应着 “point”“level” 与 “familytype” 3种信息。“level”可由Revit视图获取,放置点与族类型需对导入Revit的CAD底图进行几何分析。所以先将二维竖向预应力管边缘线筛选并分组,然后分析预应力管截面中心点与尺寸,最后转化至对应的族类型。

连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_5

竖向预应力管生成Dynamo节点图


钢筋模型


据统计,郑阜大桥有钢筋30。3万根,质量2417。8t,因此钢筋建模工作量巨大。为提高效率,采用Revit的一款插件——鲁班钢筋Civil来辅助建模。用鲁班钢筋Civil制作箱梁平行面钢筋时,可直接根据土建模型及图纸要求快速生成对应配筋信息,指定平行边、终止边,延伸端点后的模型线,即可直接生成钢筋,避免了用Revit绘制各种工作平面、绘制对应的钢筋形状、调整钢筋尺寸等工作。因此,采用该软件进行建模,大幅提高了建模效率。


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_6

鲁班钢筋Civil布置钢筋图


桥梁钢桁架模型的建立

郑阜大桥钢桁架BIM模型采用Catia建立,Catia建模的优势在于实现钢桁架构件空间位置的精确控制与拼装,同时实现螺栓孔阵列的准确参数化控制。Catia的建模方法为骨架驱动加文档模板。骨架为定位需要的点、线、面基本元素,模板为需要参数化控制的钢桁架构件。


钢桁架建模步骤为:首先通过Catia知识工程参数化模块导入Excel中的坐标点信息,根据坐标点信息在Catia中生成空间点模型,依据这些空间点绘制钢桁架骨架线;然后根据设计图纸绘制钢桁架构件;最后将这些构件基于骨架线进行精细拼装,得到整体钢桁架模型。


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_7

Catia知识工程参数化获取坐标点信息绘制空间点


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_8

钢桁架构件Catia模型


桥梁钢桁架模型的建立

3D Max是Autodesk公司出品的一款优秀的三维动画制作和渲染软件,以其强大的三维制作功能被广泛应用于建筑设计、可视化仿真、施工工艺动画制作等领域。该项目桥梁施工工艺动画的制作,通常首先采用3D Max的拉伸、分割、旋转、对齐及布尔运算等命令进行三维建模,然后进行动画制作。


尝试将Revit模型文件导入3D Max软件,制作E0下弦节点定位、连续梁节段施工、钢桁梁拼装等施工工艺动画视频,避免3D Max的重复建模,提高了工作效率,具体步骤如下:

(1)打开Revit模型点击“导出”按钮,选择CAD格式下的DWG选项,然后点击“修改导出设置”按钮下的“实体”选项,再选择“ACIS实体”按钮;

(2)导出文件名字与导出路径均为英文;

(3)打开3D Max软件,选择“参考”按钮下的“文件链接管理器”按钮;

(4)在出现的文本框中点击“附加”下的“文件”按钮,打开刚保存的DWG文件,在“预设”中选择“DWG File Exported from Revit”,然后点击“附加该文件”;

(5)导入完成后,关闭窗口即可。


优 点 总 结


连续梁-钢桁组合桥 BIM 建模技术研究_9

Wish you were here!

(1)鲁班钢筋Civil辅助Revit建模,可提高钢筋BIM建模效率;

(2)Dynamo的可视化编程,可实现竖向预应力管的自动化创建;

(3)Inventor精确建立曲线构件,可精准快速建立纵向预应力管模型。

(4)Revit模型可与3D Max通过DWG文件实现互导。




分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

甘肃快3

lmmszz9687

 发表于2019-05-14  | 只看该作者      

2

连续梁-钢桁组合桥BIM建模技术研究

登录后才能评论,评论超过10个字,有机会获得筑龙币奖励!

筑龙学社APP扫码

立即免费下载资料

分享
湖北快3 江苏快3 吉林快3 河北快3 甘肃快3 上海快3 北京快3 河北快3 河北快3 安徽快3