基于BIM技术的公路隧道衬砌设计程序的研究

发布时间：2020-03-26 21:42

【摘要】：集工程设计、施工、运营管理于一体的数字化工具—BIM技术,正受到越来越多土木界人士的青迷。但是在隧道设计方面,BIM技术应用较少,主要存在以下问题:1、地形方面,复杂多变的地质结构导致多变的地质模型,无法建立统一的地形库;2、衬砌和洞门方面,千变万化的地形导致隧道衬砌和洞门类型多种多样,难以创建标准构件库;3、BIM应用比较零散,一般设计院使用BIM并不是真正的设计,只是根据设计图纸进行翻模,然后用于三维展示,还未出现将隧道地勘信息、设计标准与衬砌结构信息真正结合的三维实体信息模型,以及将该模型按照我国工程制图标准转换成可提交用户的二维设计图。本文基于BIM理念,利用Automation技术对CATIA软件二次开发,以公路隧道衬砌设计为例,拟解决以上问题。本论文主要研究内容如下:(1)通过分析BIM理念和隧道的设计特点,选择合适的建模平台—CATIA和开发方法—Automation技术。(2)根据隧道勘察资料和设计人员使用习惯,采用了三种创建地质模型的方法,即点云与逆向工程、等高线法和断面线法,开发出了断面线法创建地质模型实体的操作程序。(3)提取地勘资料信息,创建隧道构件用户数据库—Excel表,开发了生成公路隧道衬砌构件模型的操作系统,基于CATIA软件平台,自动创建三维构件信息模型,并利用参数化功能创建构件库,如锚杆库、钢架库等。(4)根据衬砌构件数据库和隧道衬砌施工顺序,开发了生成完整隧道衬砌结构模型的程序,自动生成衬砌结构模型,并将该模型与三维地质实体相结合,生成完整的公路隧道模型。(5)按我国的工程图纸标准,研究开发了用于将三维公路隧道模型转换为二维设计图的程序,包括工程数量表的自动计算和设计图的相关说明。
【图文】：

图 1-1 技术路线图1.6 本章小结BIM 技术在全球范围内有蓬勃发展之势，我国引入较晚，目前存在不少问题，尤其在公路隧道设计应用方面显得混乱。本章根据存在的问题，介绍了研究内容和方法，提出研究路线。

2.1 BIM 设计平台的选择BIM 技术的相关软件多种多样，其强大的功能正是由于这一系列的软件作为支持，在工程建设的全生命周期中，不同阶段使用的软件也不同，同时，不同软件之间还要进行信息传递，，协同工作，在方案设计、结构分析、造价管理和运营都有一个甚至多个对应的软件。其中常用的 BIM 建模软件主有三个，一、AutoCAD 公司的 Revit 软件[11]，在大型建筑建模方面具有较大优势，同时涉及到结构和机电行业建模；二、美国的 Bently 软件[11]，在工厂和基础建设方面拥有良好的市场，近年来在道路和桥梁方面正显示其强大的三维建模功能；三、法国达索公司的 CATIA 软件[12]，在机械方面一直处于垄断地位，原因在于该软件拥有强大的三维展示功能和信息储存能力，在土木行业应用较少，前景广阔；四、Nemetschek 公司的 ArchiCAD 软件[13]，其完备的功能更多的是针对于房建行业，所占市场份额较少，详见图 2-1。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.91

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本文编号：2601999