BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用

2021-01-07孙程

黑龙江交通科技 2021年8期

关键词：斜拉桥骨架实例

孙程

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江哈尔滨 150080)

1 项目概况

某桥梁项目是当地建设的重点交通项目，是连接各个主要城市的主要通道，总长度为9.6 km，为双向六车道项目。项目总投资40亿元，主桥设计为两跨500 m双塔双索面叠合斜拉桥连续跨越桥梁，斜拉桥在实地中共同使用一座交接墩。

2 CATIA3DEXPERIENCE建模

本次桥梁工程在设计中，主要是分成六个部分来进行，具体的设计方式如下所示。

2.1 骨架建模

经过长期的总结和分析，了解到工程的实际情况，经过各个专业技术人员的综合分析，确定在本次桥梁设计中通过坐标系+道路设计线为主体骨架元素。骨架建模的方式就是根据预先设定的道路设计标线，利用假定条件进行外部设计的指导，逐步将上下结构、主桥主塔、拉索模板等各项条件都输入到定位设计结构中，主要的操作方式如下所示：(1)将预先设定的道路标线全部都输入到系统内(3D)；(2)编辑表格：然后将桥梁中的各个组成结构部分的定位元素进行合理的输入；(3)编辑程序：主要是进行工程模板的编辑，与相应表格对应设计，可以实现定位操作；(4)运行程序，最终形成桥梁的骨架。

2.2 构件模板

构件模板和骨架模板设计的思路是相同的，构件模板应该按照其组成结构的特点，首先就是要假设外部参考条件，然后按照要求进行各个构件建模。假设外部参考条件是非常重要的，在构件模板的设计中提供基础条件。因预先假设了外部参考条件，所以在骨架没有完成的条件下就能够进行模型建立。

2.3 模板实例化

各个部件都有相似性的特点，根据参数的要求来进行模型的建设，通过该模型可以根据不同外部参考条件和内部结构参数来建设统一模型，就能够达到该过程中的模板实例化分析。模板实例化中就是把所有参考条件全部都组合成为骨架结构。模板设计环节，要将各个模板材料属性标注，就能够获得体积与重量等特性。然后是把各个模板按照类别划入到各个目录中，设计人员可以随时使用。模板定义操作结束之后，能够在骨架中实施模板实例化操作，因为先前骨架坐标是利用智能阵列方式的命名规则来实现，可以通过应用模板实例化的Action功能进行自动匹配骨架坐标，然后能够实现批量化的设计作业。

2.4 模型的应用

在大跨度斜拉桥梁设计阶段，构建桥梁模型是非常关键的一项内容，因此在设计阶段按照工程的要求，采用BIM技术将模型构建使其通过模型对各种设计参数进度调整。

(1)设计变更

根据设计要求进行变更模拟分析，比如桥墩模型设计中，其包含有盖梁、墩柱、承台、桩基等几个部分，各个部分都有相应的结构模型，这使得变更更加顺利的进行。如果是将其替换成为道路中心线，那么相应的骨架坐标以及位置信息也能够进行调整。

(2)二维图纸的生成

三维模型最为明显的优势就是能够快速的完成二维图纸的生成，且三维模型的设计可以提高各个细节部分尺寸设计的精确度，仅需要确定某个位置剖视三维视图，就能够快速生成二维图纸，整个设计环节非常的方便，速度也比较快，图纸精确度比较高。同时对于大跨度斜拉桥来说，通过BIM技术获取相关数据后，在实现二维图纸的基础上，对图纸内容中存在的问题能够标识出来，方便了后续工作的开展。

(3)局部计算模型的生成

CATIA软件在计算过程中，还有着一定的缺陷，要逐步的完善，当前可以把模型信息按照规定的计算格式存储和应用，然后就能够全部都导入到软件内做出各个数据的计算分析。本文不做重点分析。

(4)3DVIAComposer施工模拟

3DVIAComposer为比较先进的图形处理软件，主要的作用就是可以给企业提供产品文档维护作用。与CATIA软件能够实现兼容和应用，且能够直接读取其他CAD格式的3DCAD数据，能够根据需要设计出高度压缩轻文化格式。该桥梁项目在进行模型设计结束后，通过应用3DVIAComposer来进行整个方案的动画模拟，然后实现CATIA模型分析，能够重点掌握材质、色彩等属性的综合分析，能够有效的模拟桥梁施工的整个过程。

3 技术展望

(1)工程项目设计环节通过BIM技术的应用可以提升工程的质量和效率，防止在施工中存在返工等问题，缩短工期，提高经济效益。(2)BIM在前期方案设计环节有着非常好的应用效果，可以保证结构设计达到科学性与合理性，各个方面的数据计算更加的精确，保证二维图纸的精确度，应用效果非常的明显，保证工程质量水平达标。(3)BIM已经被广泛的应用，并且很多国家都出台相应标准，以保证其合理的使用。BIM在我国建筑行业的发展中起到极大的促进作用，发挥出建筑设计的优势，引来建筑领域的重大变革。未来发展中，还需要深化BIM技术的应用，促进工作质量和效率的提升，实现建筑行业的全面发展。