BIM技术在大跨径悬索桥设计阶段的应用研究
发布时间：2021-03-05 00:05
悬索桥以跨越能力强、受力性能好、景观效果好的特点,常作为千米级大跨度桥梁设计的推荐方案以及跨江跨海大桥的主要桥型选择。传统CAD设计过程中,需要紧密结合桥梁总体方案调整而进行相应的修改,由此带来悬索桥设计不准确、整体设计效率较低的问题。根据我国政府主管部门BIM政策的推动和日益增长的项目需求,采用传统二维软件进行大跨度悬索桥设计难以满足项目高质量发展的要求,使用BIM技术进行桥梁设计是桥梁工程技术发展的必然趋势。而目前,BIM技术在桥梁工程行业设计中的应用研究还十分不足,桥梁工程BIM应用仍以单专业翻模为主,BIM模型与有限元模型是不关联的、相互独立的。本论文在研究国内外相关文献的基础上,开展BIM技术在大跨径悬索桥设计阶段的应用研究,论证了直接使用BIM技术进行悬索桥正向设计的可行性。以太洪长江大桥为工程实例,研究的具体内容如下:（1）基于BIM的悬索桥参数化驱动设计研究围绕BIM参数化设计和桥梁BIM应用方法,提出基于BIM的悬索桥主体结构参数化驱动设计技术路线,并对BIM各软件平台参数化能力进行对比。研究基于BIM的悬索桥参数化驱动设计,通过设计参数的修改以及CATIA软件脚本语...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：127 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
麦克利米曲线图
10族类型和参数属性是Revit软件参数化设计很重要的两个模块。族类型的主要组成部分是结构材质的设计和结构尺寸标注的参数化设计，包括结构设计参数之间公式关系的设置。参数属性分为参数类型和参数数据，参数类型又分别包括族参数和共享参数，设计过程中需要注意的是族参数中的设计数据不能出现在明细表或标记中，工程量的自动统计需要来源于共享参数的设计数据。Revit软件桥梁结构参数化设计中族类型控制参数和参数属性的设置如图2-1所示。（a）族类型控制参数（b）参数属性的设置图2-1族类型控制参数的创建以及参数属性的设置2.3Bentley系列软件应用2.3.1Bentley平台基本介绍Bentley公司是一家全球领先的基础设施软件解决方案企业，是首屈一指的软件与技术提供商[40]。Bentley系列软件包括MicroStation、BentleyPowerCivil、ProStructures、ProjectWise、CivilStationBridge、OpenBridgeModeler、OverHeadLine等，并且Bentley平台对桥梁道路不同专业的软件进行了具体划分。MicroStationV8i主要应用于几何体的创建以及模型参数化设计数据信息的录入，软件本身提供了几何形体设计相关的功能，已经发布的下一代MicroStationConnectEdition版本具备形体属性链接的功能与参数化设计功能。BentleyPowerCivil主要应用于三维道路设计[41]，PowerCivil支持交点法和积木法创建路线模型，同时也专为中国工程师提供了PowerCivilPCCNTool插件，可导入传统二维设计方法常使用的纬地、EICAD等路线数据格式，以衔接传统设计与三维BIM设计工作。CivilStationBridge主要应用于桥梁结构设计，提供了基于道路设计线的桥跨布置、桥梁混凝土结构的参数化设计、自定义参数化构件模板等功能。其中自定义参数化构件功能可以极大的丰富符合设计院设计特点的?
11塔、索夹、吊索、箱梁等可以制作定制的参数化构件模板。ProStructures包含了MicroStationV8i的部分功能，主要适用于Bentley平台桥梁结构模型的深化设计，如构件的参数化设计、钢筋的深化设计、钢筋碰撞检查等。2.3.2Microstation软件参数化实现系统MicroStation是Bentley系列软件中一款最基础的参数化建模软件，主要具备桥梁几何形体设计、形体属性的链接、结构参数化设计等功能。对于桥梁结构设计中的复杂形体一般采用直接在MicroStationConnectEdition软件中建立几何模型后赋予属性的方法。库、条目类型、属性是Microstation的结构模型参数化实现系统中三种不同的层级关系，具体参数的设定如图2-2，在构件属性中完成不同变量组设计参数的创建，通过每组的设计参数的修改控制设计模型的调整。完成三维参数化设计的前提是实现二维轮廓的参数化设计，并对参数化轮廓进行设计参数的公式定义、结构间几何关系的约束、轮廓尺寸与设计参数的相互关联，最后通过设计参数的调整进行参数化设计实体模型的测试。图2-2库、条目类型、属性三种不同层级关系的设定基于MicroStationConnectEdition软件的结构参数化设计技术路线如图2-3，这是最基本的结构参数化设计技术路线。更高级的参数化设计运用是通过PCL（PointCloudLibrary）参数化脚本完成新的构件类型的创建。对于常用的或者具有项目特色而软件自身没有内置的构件形式，可以通过PCL参数化脚本创建构件模板，以便设计模型在之后项目中再次利用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]BIM在全球的应用现状[J]. 贺灵童. 工程质量. 2013(03)
[2]基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J]. 李红学,郭红领,高岩,刘文平,韦笑美. 工程管理学报. 2012(06)
[3]祥临澜沧江大桥的主缆设计与施工[J]. 周泳涛,周军生,周洲. 公路. 2004(05)
博士论文
[1]基于BIM的建筑工程设计优化关键技术及应用研究[D]. 赵钦.西安建筑科技大学 2013
硕士论文
[1]路桥工程中基于BIM的3D实景建模与应用研究[D]. 庞浚疑.重庆交通大学 2018
[2]基于BIM的扩大基础重力式锚碇参数化设计研究[D]. 唐可佳.西南交通大学 2018
[3]基于BIM技术的数据驱动建模方法研究[D]. 韦智仪.广东工业大学 2018
[4]基于BIM的PC连续梁参数化设计研究[D]. 邵岩.北京建筑大学 2018
[5]基于BIM的道路线形设计及安全评价[D]. 刘鑫.重庆交通大学 2017
[6]基于IFC标准的公路工程信息扩展研究[D]. 李永鑫.河北工业大学 2016
[7]BIM技术在大型桥梁工程项目管理中的应用研究[D]. 洪骏飞.广东工业大学 2016
[8]倾斜摄影测量与BIM技术实现三维模型的研究[D]. 杨田.成都理工大学 2016
[9]设计企业BIM设计业务流程应用成熟度评价研究[D]. 金兰.重庆大学 2016
[10]基于BIM的三维地质建模[D]. 钱睿.中国地质大学(北京) 2015
本文编号：3064186
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：127 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
麦克利米曲线图
10族类型和参数属性是Revit软件参数化设计很重要的两个模块。族类型的主要组成部分是结构材质的设计和结构尺寸标注的参数化设计，包括结构设计参数之间公式关系的设置。参数属性分为参数类型和参数数据，参数类型又分别包括族参数和共享参数，设计过程中需要注意的是族参数中的设计数据不能出现在明细表或标记中，工程量的自动统计需要来源于共享参数的设计数据。Revit软件桥梁结构参数化设计中族类型控制参数和参数属性的设置如图2-1所示。（a）族类型控制参数（b）参数属性的设置图2-1族类型控制参数的创建以及参数属性的设置2.3Bentley系列软件应用2.3.1Bentley平台基本介绍Bentley公司是一家全球领先的基础设施软件解决方案企业，是首屈一指的软件与技术提供商[40]。Bentley系列软件包括MicroStation、BentleyPowerCivil、ProStructures、ProjectWise、CivilStationBridge、OpenBridgeModeler、OverHeadLine等，并且Bentley平台对桥梁道路不同专业的软件进行了具体划分。MicroStationV8i主要应用于几何体的创建以及模型参数化设计数据信息的录入，软件本身提供了几何形体设计相关的功能，已经发布的下一代MicroStationConnectEdition版本具备形体属性链接的功能与参数化设计功能。BentleyPowerCivil主要应用于三维道路设计[41]，PowerCivil支持交点法和积木法创建路线模型，同时也专为中国工程师提供了PowerCivilPCCNTool插件，可导入传统二维设计方法常使用的纬地、EICAD等路线数据格式，以衔接传统设计与三维BIM设计工作。CivilStationBridge主要应用于桥梁结构设计，提供了基于道路设计线的桥跨布置、桥梁混凝土结构的参数化设计、自定义参数化构件模板等功能。其中自定义参数化构件功能可以极大的丰富符合设计院设计特点的?
11塔、索夹、吊索、箱梁等可以制作定制的参数化构件模板。ProStructures包含了MicroStationV8i的部分功能，主要适用于Bentley平台桥梁结构模型的深化设计，如构件的参数化设计、钢筋的深化设计、钢筋碰撞检查等。2.3.2Microstation软件参数化实现系统MicroStation是Bentley系列软件中一款最基础的参数化建模软件，主要具备桥梁几何形体设计、形体属性的链接、结构参数化设计等功能。对于桥梁结构设计中的复杂形体一般采用直接在MicroStationConnectEdition软件中建立几何模型后赋予属性的方法。库、条目类型、属性是Microstation的结构模型参数化实现系统中三种不同的层级关系，具体参数的设定如图2-2，在构件属性中完成不同变量组设计参数的创建，通过每组的设计参数的修改控制设计模型的调整。完成三维参数化设计的前提是实现二维轮廓的参数化设计，并对参数化轮廓进行设计参数的公式定义、结构间几何关系的约束、轮廓尺寸与设计参数的相互关联，最后通过设计参数的调整进行参数化设计实体模型的测试。图2-2库、条目类型、属性三种不同层级关系的设定基于MicroStationConnectEdition软件的结构参数化设计技术路线如图2-3，这是最基本的结构参数化设计技术路线。更高级的参数化设计运用是通过PCL（PointCloudLibrary）参数化脚本完成新的构件类型的创建。对于常用的或者具有项目特色而软件自身没有内置的构件形式，可以通过PCL参数化脚本创建构件模板，以便设计模型在之后项目中再次利用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]BIM在全球的应用现状[J]. 贺灵童. 工程质量. 2013(03)
[2]基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J]. 李红学,郭红领,高岩,刘文平,韦笑美. 工程管理学报. 2012(06)
[3]祥临澜沧江大桥的主缆设计与施工[J]. 周泳涛,周军生,周洲. 公路. 2004(05)
博士论文
[1]基于BIM的建筑工程设计优化关键技术及应用研究[D]. 赵钦.西安建筑科技大学 2013
硕士论文
[1]路桥工程中基于BIM的3D实景建模与应用研究[D]. 庞浚疑.重庆交通大学 2018
[2]基于BIM的扩大基础重力式锚碇参数化设计研究[D]. 唐可佳.西南交通大学 2018
[3]基于BIM技术的数据驱动建模方法研究[D]. 韦智仪.广东工业大学 2018
[4]基于BIM的PC连续梁参数化设计研究[D]. 邵岩.北京建筑大学 2018
[5]基于BIM的道路线形设计及安全评价[D]. 刘鑫.重庆交通大学 2017
[6]基于IFC标准的公路工程信息扩展研究[D]. 李永鑫.河北工业大学 2016
[7]BIM技术在大型桥梁工程项目管理中的应用研究[D]. 洪骏飞.广东工业大学 2016
[8]倾斜摄影测量与BIM技术实现三维模型的研究[D]. 杨田.成都理工大学 2016
[9]设计企业BIM设计业务流程应用成熟度评价研究[D]. 金兰.重庆大学 2016
[10]基于BIM的三维地质建模[D]. 钱睿.中国地质大学(北京) 2015
本文编号：3064186
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