【早安BIM】第五十八期 桥梁专业BIM技术实施应用建议

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1|概述 桥梁是交通工程中的最重要的结构物之一,传统的设计任务主要集中在桥梁和隧道结构物的平、立、剖与钢筋绘图和结构分析与计算。从表现形式来看,设计师通常用二维的图纸来表达三维的结构形式,而缺乏结构的三维模型,除了容易出现结构表达不清以外,还常常出现大量的绘图方面的错误和工程量统计上的误差,导致较多的施工失误和更多的设计变更。同时,结构计算也主要从二维角度模拟分析,或者建立简化的分析模型,很难实现更加准确的分析和计算。因此,随着越来越多的高速交通项目发展,对工程质量的要求越来越高,交通设计中桥梁、隧道的三维模型建立及基于三维模型的结构计算在交通三维设计系统就显得非常重要。

1|概述


桥梁是交通工程中的最重要的结构物之一,传统的设计任务主要集中在桥梁和隧道结构物的平、立、剖与钢筋绘图和结构分析与计算。从表现形式来看,设计师通常用二维的图纸来表达三维的结构形式,而缺乏结构的三维模型,除了容易出现结构表达不清以外,还常常出现大量的绘图方面的错误和工程量统计上的误差,导致较多的施工失误和更多的设计变更。同时,结构计算也主要从二维角度模拟分析,或者建立简化的分析模型,很难实现更加准确的分析和计算。因此,随着越来越多的高速交通项目发展,对工程质量的要求越来越高,交通设计中桥梁、隧道的三维模型建立及基于三维模型的结构计算在交通三维设计系统就显得非常重要。


2|Autodesk桥梁解决方案


Autodesk近年针对桥梁结构三维建模的设计需求,基于AutoCADCivil 3D和Revit Structure产品专门推出了专业的桥梁扩展插件,通过Civil 3D 提供桥梁桩号、高程数据,并与Revit Structure进行数据交互,然后以Revit簇库的形式提供大量的桥梁上、下部构件库,桥梁工程师就可以通过“搭积木”的方式快速建立直观且准确的桥梁结构三维模型,不仅可以直接通过Revit自动生成桥梁的平、立、剖图纸,还可以将该模型导入到Autodesk Robot Structural Analysis、Midas等分析软件中进行进一步的分析计算,甚至是三维配筋,再通过其它相关软件工具创建钢结构的节点大样或是混凝土结构的配筋详图,极大提高设计效率和质量。


以下是具体产品及功能简介:


Infraworks:全新的方案设计平台,基于真实的地形、环境场景,设计和分析线路、桥梁及隧道,优化前期方案设计和结构布置,统计初步工程数量,并能将方案设计数据传递至Civil3D开展详细设计。


Civil3D:专业的线路及路基设计软件,基于AutoCAD平台进行三维的市政和道路设计,可以利用相关平纵设计信息创建初步的桥梁布置方案,并将线路信息及初步布置方案传递至Revit Structure进行结构细部设计和配筋设计。


Revit Structure:专业的结构设计平台,可以创建丰富的桥梁构件族库,并利用Civil3D的线路设计信息,完成专业的桥梁参数化设计,适用于一般桥梁设计。


Inventor:基于制造行业设计理念,可以构建复杂的桥型设计,三维参数化构建复杂的桥梁模型,适用于特殊桥梁设计。


3|桥梁专业应用现状


伴随着BIM实施群体熟练度的提升及相关工具的发展,最近几年国内桥梁领域逐渐开始引入BIM技术进行相关设计、施工辅助。每年一度的“创新杯”BIM大赛是BIM行业水平的一个“晴雨表”,它反映了国内整个行业的BIM应用技术水平及价值点。目前,Autodesk桥梁解决方案在城市立交、公路和铁路跨线桥以及复杂的大型桥梁上(如斜拉桥、系杆拱桥),都有实际应用的案例。


3.1 桥梁类型:


隧道-左:通过Civil 3D+Revit软件协同工作完成隧道盾构环片创建;隧道-右:通过Inventor 完成隧道创建;

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立交:通过Civil 3D+Revit+ AIW 实现路线、桥梁建模与展示30

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钢构-钢桥与施工栈桥:Revit完成总体模型的创建


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斜拉:Revit完成主体模型创建

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常规路桥:通过Civil 3D+Revit+ AIW 实现路线、桥梁建模与展示


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3.2 从BIM实施角度看桥梁应用的价值点


从设计应用来看,通常集中在方案和初设阶段。但一些国内设计院已经开始在施工图阶段采用Autodesk解决方案。从这些设计院的实践案例分析,桥梁下部结构设计基本可做到80%以上的出图率;上部结构设计平均50%出图率,钢筋图、预应力束出图比例略低;桥梁总图可达90%出图率。


此外设计阶段亦能解决净高优化,交通拥堵、视野及安全分析;通过规划方案分析动迁范围及对城市功能和景观的影响;设计中可综合考虑地上地下部分及周边管线翻交等;将主要的工程因素通盘考虑,对业主进行直观有效的决策辅助,实现工程的精益化管理。


从施工应用来看,施工工艺模拟、施工进度控制、施工方案优化是最常用的应用点,技术也比较成熟。


桥梁运营维护方面国内还没有成熟的案例,正处于起步阶段。


4|行业政策需求


1. 尽快出台桥梁专业三维出图标准


2. 推动桥梁专业的三维数字化交付


3. 从国家政策层面推动BIM技术在基础设施,尤其是桥梁专业的使用


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  • liupoquan
    liupoquan 2018年12月14日 13:40:35 2楼
    谢谢分享
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  • 加倍努力
    加倍努力 2018年12月14日 17:35:50 3楼
    很好的桥梁BIM资料,学习了。
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  • lyy2010lyy
    lyy2010lyy 2018年12月17日 09:26:02 4楼
    好资料!
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  • 寻星星
    寻星星 2018年12月19日 13:59:59 5楼
    谢谢楼主分享!!
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  • 小顽桐
    小顽桐 2018年12月19日 14:43:29 6楼
    谢谢楼主分享!!
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  • 快乐de忘忧草
    快乐de忘忧草 2019年01月20日 17:19:56 8楼
    谢谢分享,受教了
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  • 清风疏竹
    清风疏竹 2019年02月14日 08:02:11 9楼
    不错,好资料,学习了,感谢楼主分享
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