浅淡Inforworks 在桥梁BIM 技术的应用

刘帮 刘建军 朱国亚

（中建四局第五建筑工程有限公司1） 广东深圳 518000 杭州三才工程管理咨询有限公司2） 浙江杭州 310000）

1 前言

Autodesk Inforworks 具有十分强大的建模功能[1]，而且十分智能，在规划道路时，如果经过河流，则会自动生成桥梁，还带有相关模型分析能力，能满足一些常规分析，在可视化方面也具有很大的特色，能创建动画视频，功能较完善。

在当前桥梁BIM 工作中，进行桥梁建模和优化工作时，通常考虑Revit 或者Civil 3D 进行桥梁BIM建模工作，然后在Inforworks 进行优化。该方法具有模型精度高、数据可靠的优点。但也存在建模时间较长，Revit 模型存在与地形结合度不高的缺点，而Civil 3D 存在桥梁桩基处理困难的缺点，如果采用Inforworks 进行桥梁建模是否会取得深入的成果，值得思考。

2 工程概况

该项目位于贵州省遵义市，从整条线路选取一段，其中包括两座桥、一段路基，主要数据为：

2.1 铁匠岩1#中桥，起讫桩号K29+527-K29+603，长度76 米，中心桩号K29+565，结构形式为2-30m预应力钢筋砼T 梁。

2.2 铁匠岩1#中桥，起讫桩号K29+666-K29+708，长度46 米，中心桩号K29+565，长度46 米，结构形式为1-30m 预应力钢筋砼T 梁。

3 Infor works 创建桥梁模型

Inforworks 拥有创建桥梁模型功能，但是在地形何处创建模型，缺少精确性的定位，而且需要对坐标系较精通。这里采用Civil 3D 创建道路，然后在Inforworks 进行桥梁建模。

首先，根据图纸坐标桩号，导入设计平曲线、纵断面，部件编辑器制作横断面，生成道路(如图1）。

然后，生成道路和曲面模型，导入Inforworks，即确定结构物在地形中的位置。选取的这段路，两端是桥，桥长度是已知，把导入的道路模型选取长度设置桥梁（如图2）。

最后，桥梁设置完成后，在纵断面视图调整路线标高，通过设置多个变坡点保证整条路线标高准确。在进行桥梁桥墩、桩基、承台等参数设置（如图3），以保证桥梁模型与设计图纸桥梁结构物保证最大程度的相似。

注意在Inforworks 对线性的调整没有Civil 3D 中精度高，所以一定要保证导入进去的道路模型精确度符合图纸要求。在进行参数化调整时，根据已知参数进行调整，比如T 梁属性、几何图形、类型进行设置（如图4），设置完成一根T 梁则可应用于整个桥梁T 梁。

图1 Civil 3D 创建路面

图3 桥梁、道路模型

图4 桥梁T 梁参数化

4 Infor works 桥梁设计优化

4.1 桥梁线性优化

桥梁结构优化理论是现代桥梁设计的目标[2]，在Inforworks 桥梁分析模板有一项桥梁线性优化分析功能，该功能会分析该桥结构、受力等是否存在问题，对不合适的T 梁或其他结构物会通过不同的颜色显示某个T 梁不合格，需要重新进行结构设置或者设置材料特性来满足桥梁结构受力。同时，会生成非常详细的桥梁设计报告，该报告是针对桥梁不同阶段进行分析，该报告含有诸多分析且提供详细的说明，针对特殊分析还附有计算过程（如图5）。可以给桥梁设计人员作为一个理论参考数据。

报告针对施工阶段的桥梁设计，也提供相关内容（如图6），主要是分析初始预应力、弹性松弛损失、时变损失的精细估计等数据，在需要深入研究桥梁时，此报告数据能提供非常有用的数据，以保证该桥梁合理性。

进一步根据报告内容，完全可以降低桥梁结构专业性，针对上述简支桥梁完全可以出具桥梁线性优化报告，从施工方的角度，都可以得出桥梁结构是否稳定与合适。保证工程结构物的准确性。

图 5 纵向刚度参数计算过程

图6 桥梁设计优化-施工阶段

4.2 桥梁其他优化

（1）工程量验算

根据在Inforworks 已经创建好的桥梁模型，可以直接得出创建模型的工程数量表（如图7），工程量表是实时动态更新的，模型更改。数量表会马上更新。同时，还能对桥台土石方开挖量进行计算。因其不能对土属性进行设置且混凝土结构中未设置钢筋，Inforworks 出具工程量只能说明一个大概值，无法指导现场施工。

图7 桥梁工程数量

（1）动画模拟和边坡开挖三维形式

根据已经创建好的模型，可以进行漫游（如图8），体验项目建成效果图，在出具工程效果视频时，运用此功能非常方便简洁，渲染效果比CIVIL 3D 和Revit 要好，地形采用坐标高程点控制，地形曲面也十分精确，在地形上进一步创建3D 树木、河流模型，可以使效果图非常贴近现实地形，在用动画漫游时，也能让操作者体会到身临其境的感觉，这里通过对铁匠岩1、2 号桥梁进行了动画模拟，从视频效果来看线性较好。适合出具效果图。

Inforworks 在对边坡设置时，有边坡长度和坡度两种设置，材质也特别丰富，在进行路线选线、边坡样式选择时，较简洁方便，生成速度也特别快。在边坡配合地形时，效果很好（如图9）。这里对铁匠岩1、2 号中间段路基进行边坡设置，按照一定的坡度放坡，在设置一级边坡时，该功能十分方便。但是涉及多级边坡时，还是需要配合Civil 3D 部件编辑器。

图8 三维漫游

图9 边坡开挖形式

5 建模与优化过程对比分析

通过针对工程实例，进行模型创建前后的建模难点和应用点优化分析，得出Inforworks 在创建桥梁模型的优缺点，在应用优化分析时的长处和短处也进行进一步说明，结合Civil 3D 和Revit 创建的桥梁模型的特点，作出如下对比分析（如表1）。

表1 建模方法优缺点分析

6 总结

通过工程实例分析Inforworks 在创建和优化桥梁模型的优缺点，在优化桥梁模型时具有的优势，在与Civil 3D 和Revit 做对比分析后，更能得出Inforworks 在道路规划方面具有很大的优势，而在具体指导施工方面存在短板。需要操作者结合具体的工程实际选择相应的技术分析路径。

同时，各种BIM 软件对自身创建模型识别度较高、分析速度较快，所有针对采用何种BIM 应用采用何种方法进行优化，要具有客观的认识。假如设计人员在桥梁进行设计时，只想考虑整体桥梁受力，而且桥梁并没有定型，则从Inforworks 建立桥梁模型是可行的，也是在理的。如果是施工人员，需要针对桥梁出具精细化工程量和精细化模型，利用Civil 3D 和Revit 创建精细化桥梁模型是应该考虑的。

桥梁结构复杂、施工技术难度大[3]，利用BIM 技术能很好的简化桥梁施工复杂程度，让工程更加透明，在后续研究的内容的中，将会着重研究桥梁BIM 技术的落地点。