钢桁梁桥运营阶段结构分析及BIM技术应用

发布时间：2020-07-05 12:46

【摘要】：随着我国经济的发展,桥梁工程不仅作为交通设施,更多的成为了景观和地方标志性建筑,这对桥梁设计要求和施工要求也越来越高。BIM在工程设计上有许多优势,但在桥梁上的运用还较不成熟,影响了它在桥梁工程中的普及应用。本文运用BIM技术,将参数化的建模方法运用到钢桁梁桥的建模中,探讨在设计阶段BIM技术的应用,及BIM模型与结构分析软件之间的数据交换问题。本文以钢桁梁桥为依托,主要研究内容有:(1)采用MIDAS/Civil有限元软件建立钢桁梁桥全桥有限元模型,计算分析全桥在运营阶段恒载、活载、温度荷载和风荷载单独作用及其组合作用下的内力、应力和变形效应。(2)以建模软件Revit为基础,利用参数化提出一种建立钢桁梁桥构件库的方法,并利用构件库快速建立三维可视化、信息化的BIM全桥模型。(3)基于BIM技术利用参数化模型进行钢桁梁桥工程量统计、图纸输出、三维动态漫游的输出。(4)基于Revit的二次开发,探讨Revit和ANSYS模型数据转换的思路和方法,并以某角钢为例研究二者的快速转化方法。基于上述研究,本文计算分析了钢桁梁桥在运营阶段各荷载在单独和组合作用下对全桥的影响;提出了一种钢桁梁桥Revit参数化建模的思路和方法,并建立了可应用于钢桁梁桥工程的构件库;利用建立的参数化模型探讨了BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用;最后本文利用Revit二次开发技术研究了ANSYS和Revit之间数据交换的问题,并利用程序实现了构件的数据交换。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.36
【图文】：

- 1 -图 1.1 钢桁梁桥按受力特点分类简支钢桁梁桥在基础沉降、整体温度变化等情况下均不会引起结构的附加应力，并且其构造简单、施工方便、受力明确，结构类型属于静定结构，因此在大中跨径桥梁中得到了广泛的应用。连续钢桁梁桥与简支钢桁梁桥相比，次内力种类较多，且计算复杂其结构类型属于超静定结构。其在大跨和特大跨径的桥梁中被广泛应用是因为弯矩分布均匀，从而降低了跨中弯矩、减小了桁架高度，使结构具有更大的跨越能力。若在连续桁梁桥跨中设置剪力铰或挂孔，则变为悬臂钢桁梁桥结构，该结构的悬臂端铰支座病害较多，行车平顺性、舒适性差，现在一般较少采用[1]。

钢桁梁桥运营阶段结构分析及BIM 技术应用1.2 大跨度钢桁梁桥的发展1.2.1 国内大跨度钢桁梁桥的发展我国建国以前所建的钢桁梁桥跨度较小，钢材都是从国外进口的，结构采用铆接的形式，施工工艺简陋[2,3]。1894 年建成的滦河大桥，是由我国工程师詹天佑领导建成的我国第一条自主修建的钢桁梁桥，在我国至今仅 100 多年的钢桁梁桥建桥史上留下了辉煌的一页。位于我国兰州市，有“天下黄河第一桥”之称的黄河铁桥，即现在的中山桥，始建于 1907 年。1954 年兰州市政府对原桥进行了大规模的改造加固。未加固前的黄河铁桥，见图 1.2，工程师是美国人满宝本和德国人德罗，施工负责人为天津人刘永起。

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