基于BIM技术的曲线变截面连续梁桥设计应用研究

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现如今,在土木工程行业,BIM(建筑信息模型)被视为以信息技术为依托的新一轮技术革命的产物,越来越多的从业者及高校师生置身于BIM的浪潮中。随着这种新技术的持续发展,BIM技术在建筑领域应用已经非常广泛,但在桥梁工程应用中还处于初级阶段,对于BIM技术在桥梁设计阶段的应用更是少之又少。针对桥梁工程设计复杂、构件繁多、体积庞大等特点,本文运用Revit软件与可视化编程插件Dynamo相结合的方式,以参数化设计思想解决曲线变截面连续梁桥建模困难等问题。同时基于BIM设计理念,提出了桥梁BIM设计流程并解决相关问题。主要研究内容如下:(1)分析国内外BIM技术在桥梁工程应用中的研究现状,了解到参数化设计研究是桥梁BIM发展中尤其重要的问题。针对曲线变截面连续梁桥建模困难等问题,分别从市场地位、软件操作难度、建模效率以及与其他BIM软件交互等方面进行对比分析各参数化软件的特点,最终选择以Revit与Dynamo相结合的方式进行参数化设计研究。(2)基于Revit与Dynamo相结合的方式,设计一种通过创建参数化族和提取Excel表格参数信息进行可视化编程,研究参数化设计在桥梁初步设计中的应用。详细地介绍了参数化族的创建,包括平面轮廓族和实体族,并从桥梁项目中进行构件划分,提取各构件信息,组建包含各个构件尺寸信息与空间位置信息数据库两项建模前期准备工作。将桥梁中心线二维平曲线从CAD导入到Revit中,利用关键桩号标高表和编写Dynamo程序完成了平曲线到空间曲线的转变,创建具有空间结构的桥梁中心线。通过提取箱梁尺寸信息和位置信息以及创建完成的参数化轮廓族,编写Dynamo程序完成变截面连续梁BIM模型。最后针对桥梁下部构件多,手动放置特别麻烦,利用Dynamo编写程序完成了桥梁下部构件自动化创建。(3)通过实际工程验证了初步设计阶段可视化编程程序,并创建了桥梁BIM模型。在此基础上,利用Revit与Dynamo相结合的方式创建了细部构造锯齿块BIM模型。同时,借助Revit软件自带的钢筋建模功能,完成了普通钢筋的创建,并通过Dynamo编程完成主桥箱梁预应力钢筋参数化设计,创建预应力钢筋三维模型,最后将BIM模型导入Navisworks软件完成钢筋碰撞检测,实现BIM技术对曲线变截面连续梁桥深化设计。(4)利用参数化初步设计过程中的关键截面模型,在Revit软件中以DXF格式导入Midas Civil中的截面特性管理器,快速完成截面的创建,最终建立了有限元计算模型,并在完成桥梁结构模型后针对桥梁上部结构进行强度、刚度的验算,得到结果符合规范要求。
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