基于BIM公路支挡结构设计与施工系统研究
发布时间：2020-08-04 21:14
【摘要】：近些年来,随着我国社会工业化进程的不断加快和科学技术的飞速发展,业主对工程项目的设计、建造水平和服务品质要求不断提高,暴露出高素质复合型、技能型人才不足,技术工人短缺以及国内外土木工程领域市场竞争加剧等严峻挑战。为此,一种新的技术理念、新的方法——BIM(Building Information Modeling)技术应运而生。BIM作为促进我国设计和施工行业创新发展的重要技术手段,是土工工程领域实现技术创新和转型升级的突破口,将BIM技术引入到建设项目全生命周期集成化信息管理中,是整个行业未来发展的趋势。而目前,此类技术在公路工程行业设计与施工中的应用研究还十分不足,在国内大多数针对该领域的研究文献中,均回避了公路工程中特殊和复杂的情况,比如公路BIM模型的超高和加宽以及挡土墙模型的设计等。本论文在研究国内外相关文献的基础上,将BIM技术应用于公路工程支挡结构设计与施工系统研究中,论证了BIM技术应用于公路工程支挡结构设计与施工系统的可能性。以某山区四级公路为实例,研究的主要内容如下:(1)基于BIM技术的支挡结构设计研究基于Autodesk Civil 3D软件平台建立BIM挡土墙模型;利用VBA语言在该软件平台上进行挡土墙稳定性验算系统的二次开发。在研究BIM挡土墙模型中,首先研究了建立BIM三维地质模型和具有超高加宽的复杂公路模型作为研究挡土墙BIM设计的依据。结合挡土墙设计理论为依据,重点研究利用部件编辑器(SAC)和VB.NET编程语言进行挡土墙部件的开发,最终研究建立了挡土墙BIM模型。研究利用VBA作为开发语言在Autodesk Civil 3D软件平台实现挡土墙的稳定性系统研究,实现了挡土墙BIM模型设计与验算一体化。通过工程实例,对比BIM技术与传统方法设计手段进行公路挡土墙设计的优势与不足,总结出BIM技术的优越性。(2)基于BIM技术的支挡结构施工系统研究基于挡土墙BIM设计研究成果,研究利用BIM技术进行施工管理。具体包括:将BIM设计模型转换至Navisworks软件中进行施工可视化研究;在BIM环境中,研究公路挡土墙工程量自动统计;结合进度管理软件Project,研究实现了该项目4D施工进度模型,并对该公路支挡结构的施工过程及关键施工工序进行可视化施工模拟,优化了施工方案;最后,研究将施工BIM模型结合iPad进行现场管控,创新了传统的现场管控和交付方式。
【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】：U415
【图文】：
计算结果自动化且表格重复利用性高，在实际工作中能快速、灵活、准确的处理数据。如图1-1 所示，基于 Excel 建立挡土墙计算程序。图 1-1 以 Excel 为工具的挡土墙计算程序但是使用试算表比如 Excel 建立的计算公式缺点就是计算表中的公式容易被改动，而且产生的错误不易发现，而且资料较为零散，这种方式可以作为一种比手工计算较为方便的工具，基本设计参数仍然需人工读取。⑵单机版的挡土墙分析商用软件
图 1-2 单机版的挡土墙分析工具这类软件虽然解决了 Excel 开发的技术程序等存在的因资料更改而发生的误，但是，没有解决取得前期资料必须花费的人工获取的时间以及与绘图、工量计算与验算相脱离的问题。⑶云端版的挡土墙分析商用软件随着互联网技术的快速发展，基于互联网云技术的在浏览器上开发的工程算分析软件出现，其可在不同操作系统上使用，而且可以在手机、iPad 等手持备上使用，应用非常广泛。云端版的分析软件不需要购买软件安装包，在使用需要注册账号、购买 VIP 或者按次计费等方式，而且软件更新方便。以台湾大也工程顾问有限公司的 CCAT 土木工程云端辅助工具为例[9]，如图 1-3 所示，虽然满足工程设计功能，但是缺少与设计绘图平台的关联，图纸输出和工程量计算功能缺失等问题。
图 1-3 云端版的挡土墙分析工具②挡土墙设计出图出表工具。国内实现挡土墙的设计绘图、计算工程量的设计工具普遍采用基于 CAD 二次开发的软件平台，比如纬地挡土墙综合设计系统、EICAD 和 DPX 挡土墙设计系统，虽然公司目前也在大力发展自身 BIM 技术，但目前也仅发展到用于方案的展示阶段，本质上还是把三维的构造物转为二维方式进行设计，如上文研究背景所述，有着二维图纸通用的弊端，此处不作累述。1.2.1.2 施工管理方式现状在施工阶段，传统的管理方法已不能满足多数大型复杂项目要求，实际施工中，经常发生设计变更、施工与设计图纸不一致、生产效率低等问题。现阶段施工单位提高管理水平方式主要是不断完善相关制度和使用先进的硬件和软件设施。在计算机软件方面，我国道路施工利用 CAD 技术在一定程度上提高了工作效率，缩短工期。但是，工程施工受作业人员素质、天气、规章制度等各个因素的约束，施工管理成效并没有从根本上得到改变。现阶段施工管理还未适应新时代现代信息技术发展要求，如与大数据、云平
本文编号：2781089
【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】：U415
【图文】：
计算结果自动化且表格重复利用性高，在实际工作中能快速、灵活、准确的处理数据。如图1-1 所示，基于 Excel 建立挡土墙计算程序。图 1-1 以 Excel 为工具的挡土墙计算程序但是使用试算表比如 Excel 建立的计算公式缺点就是计算表中的公式容易被改动，而且产生的错误不易发现，而且资料较为零散，这种方式可以作为一种比手工计算较为方便的工具，基本设计参数仍然需人工读取。⑵单机版的挡土墙分析商用软件
图 1-2 单机版的挡土墙分析工具这类软件虽然解决了 Excel 开发的技术程序等存在的因资料更改而发生的误，但是，没有解决取得前期资料必须花费的人工获取的时间以及与绘图、工量计算与验算相脱离的问题。⑶云端版的挡土墙分析商用软件随着互联网技术的快速发展，基于互联网云技术的在浏览器上开发的工程算分析软件出现，其可在不同操作系统上使用，而且可以在手机、iPad 等手持备上使用，应用非常广泛。云端版的分析软件不需要购买软件安装包，在使用需要注册账号、购买 VIP 或者按次计费等方式，而且软件更新方便。以台湾大也工程顾问有限公司的 CCAT 土木工程云端辅助工具为例[9]，如图 1-3 所示，虽然满足工程设计功能，但是缺少与设计绘图平台的关联，图纸输出和工程量计算功能缺失等问题。
图 1-3 云端版的挡土墙分析工具②挡土墙设计出图出表工具。国内实现挡土墙的设计绘图、计算工程量的设计工具普遍采用基于 CAD 二次开发的软件平台，比如纬地挡土墙综合设计系统、EICAD 和 DPX 挡土墙设计系统，虽然公司目前也在大力发展自身 BIM 技术，但目前也仅发展到用于方案的展示阶段，本质上还是把三维的构造物转为二维方式进行设计，如上文研究背景所述，有着二维图纸通用的弊端，此处不作累述。1.2.1.2 施工管理方式现状在施工阶段，传统的管理方法已不能满足多数大型复杂项目要求，实际施工中，经常发生设计变更、施工与设计图纸不一致、生产效率低等问题。现阶段施工单位提高管理水平方式主要是不断完善相关制度和使用先进的硬件和软件设施。在计算机软件方面，我国道路施工利用 CAD 技术在一定程度上提高了工作效率，缩短工期。但是，工程施工受作业人员素质、天气、规章制度等各个因素的约束，施工管理成效并没有从根本上得到改变。现阶段施工管理还未适应新时代现代信息技术发展要求，如与大数据、云平
【参考文献】
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6 潘懋;方裕;屈红刚;;三维地质建模若干基本问题探讨[J];地理与地理信息科学;2007年03期
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本文编号：2781089
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