淺淡Inforworks 在橋梁BIM 技術的應用

劉幫 劉建軍 朱國亞

（中建四局第五建筑工程有限公司1） 廣東深圳 518000 杭州三才工程管理咨詢有限公司2） 浙江杭州 310000）

1 前言

Autodesk Inforworks 具有十分強大的建模功能[1]，而且十分智能，在規劃道路時，如果經過河流，則會自動生成橋梁，還帶有相關模型分析能力，能滿足一些常規分析，在可視化方面也具有很大的特色，能創建動畫視頻，功能較完善。

在當前橋梁BIM 工作中，進行橋梁建模和優化工作時，通常考慮Revit 或者Civil 3D 進行橋梁BIM建模工作，然后在Inforworks 進行優化。該方法具有模型精度高、數據可靠的優點。但也存在建模時間較長，Revit 模型存在與地形結合度不高的缺點，而Civil 3D 存在橋梁樁基處理困難的缺點，如果采用Inforworks 進行橋梁建模是否會取得深入的成果，值得思考。

2 工程概況

該項目位于貴州省遵義市，從整條線路選取一段，其中包括兩座橋、一段路基，主要數據為：

2.1 鐵匠巖1#中橋，起訖樁號K29+527-K29+603，長度76 米，中心樁號K29+565，結構形式為2-30m預應力鋼筋砼T 梁。

2.2 鐵匠巖1#中橋，起訖樁號K29+666-K29+708，長度46 米，中心樁號K29+565，長度46 米，結構形式為1-30m 預應力鋼筋砼T 梁。

3 Infor works 創建橋梁模型

Inforworks 擁有創建橋梁模型功能，但是在地形何處創建模型，缺少精確性的定位，而且需要對坐標系較精通。這里采用Civil 3D 創建道路，然后在Inforworks 進行橋梁建模。

首先，根據圖紙坐標樁號，導入設計平曲線、縱斷面，部件編輯器制作橫斷面，生成道路(如圖1）。

然后，生成道路和曲面模型，導入Inforworks，即確定結構物在地形中的位置。選取的這段路，兩端是橋，橋長度是已知，把導入的道路模型選取長度設置橋梁（如圖2）。

最后，橋梁設置完成后，在縱斷面視圖調整路線標高，通過設置多個變坡點保證整條路線標高準確。在進行橋梁橋墩、樁基、承臺等參數設置（如圖3），以保證橋梁模型與設計圖紙橋梁結構物保證最大程度的相似。

注意在Inforworks 對線性的調整沒有Civil 3D 中精度高，所以一定要保證導入進去的道路模型精確度符合圖紙要求。在進行參數化調整時，根據已知參數進行調整，比如T 梁屬性、幾何圖形、類型進行設置（如圖4），設置完成一根T 梁則可應用于整個橋梁T 梁。

圖1 Civil 3D 創建路面

圖3 橋梁、道路模型

圖4 橋梁T 梁參數化

4 Infor works 橋梁設計優化

4.1 橋梁線性優化

橋梁結構優化理論是現代橋梁設計的目標[2]，在Inforworks 橋梁分析模板有一項橋梁線性優化分析功能，該功能會分析該橋結構、受力等是否存在問題，對不合適的T 梁或其他結構物會通過不同的顏色顯示某個T 梁不合格，需要重新進行結構設置或者設置材料特性來滿足橋梁結構受力。同時，會生成非常詳細的橋梁設計報告，該報告是針對橋梁不同階段進行分析，該報告含有諸多分析且提供詳細的說明，針對特殊分析還附有計算過程（如圖5）。可以給橋梁設計人員作為一個理論參考數據。

報告針對施工階段的橋梁設計，也提供相關內容（如圖6），主要是分析初始預應力、彈性松弛損失、時變損失的精細估計等數據，在需要深入研究橋梁時，此報告數據能提供非常有用的數據，以保證該橋梁合理性。

進一步根據報告內容，完全可以降低橋梁結構專業性，針對上述簡支橋梁完全可以出具橋梁線性優化報告，從施工方的角度，都可以得出橋梁結構是否穩定與合適。保證工程結構物的準確性。

圖 5 縱向剛度參數計算過程

圖6 橋梁設計優化-施工階段

4.2 橋梁其他優化

（1）工程量驗算

根據在Inforworks 已經創建好的橋梁模型，可以直接得出創建模型的工程數量表（如圖7），工程量表是實時動態更新的，模型更改。數量表會馬上更新。同時，還能對橋臺土石方開挖量進行計算。因其不能對土屬性進行設置且混凝土結構中未設置鋼筋，Inforworks 出具工程量只能說明一個大概值，無法指導現場施工。

圖7 橋梁工程數量

（1）動畫模擬和邊坡開挖三維形式

根據已經創建好的模型，可以進行漫游（如圖8），體驗項目建成效果圖，在出具工程效果視頻時，運用此功能非常方便簡潔，渲染效果比CIVIL 3D 和Revit 要好，地形采用坐標高程點控制，地形曲面也十分精確，在地形上進一步創建3D 樹木、河流模型，可以使效果圖非常貼近現實地形，在用動畫漫游時，也能讓操作者體會到身臨其境的感覺，這里通過對鐵匠巖1、2 號橋梁進行了動畫模擬，從視頻效果來看線性較好。適合出具效果圖。

Inforworks 在對邊坡設置時，有邊坡長度和坡度兩種設置，材質也特別豐富，在進行路線選線、邊坡樣式選擇時，較簡潔方便，生成速度也特別快。在邊坡配合地形時，效果很好（如圖9）。這里對鐵匠巖1、2 號中間段路基進行邊坡設置，按照一定的坡度放坡，在設置一級邊坡時，該功能十分方便。但是涉及多級邊坡時，還是需要配合Civil 3D 部件編輯器。

圖8 三維漫游

圖9 邊坡開挖形式

5 建模與優化過程對比分析

通過針對工程實例，進行模型創建前后的建模難點和應用點優化分析，得出Inforworks 在創建橋梁模型的優缺點，在應用優化分析時的長處和短處也進行進一步說明，結合Civil 3D 和Revit 創建的橋梁模型的特點，作出如下對比分析（如表1）。

表1 建模方法優缺點分析

6 總結

通過工程實例分析Inforworks 在創建和優化橋梁模型的優缺點，在優化橋梁模型時具有的優勢，在與Civil 3D 和Revit 做對比分析后，更能得出Inforworks 在道路規劃方面具有很大的優勢，而在具體指導施工方面存在短板。需要操作者結合具體的工程實際選擇相應的技術分析路徑。

同時，各種BIM 軟件對自身創建模型識別度較高、分析速度較快，所有針對采用何種BIM 應用采用何種方法進行優化，要具有客觀的認識。假如設計人員在橋梁進行設計時，只想考慮整體橋梁受力，而且橋梁并沒有定型，則從Inforworks 建立橋梁模型是可行的，也是在理的。如果是施工人員，需要針對橋梁出具精細化工程量和精細化模型，利用Civil 3D 和Revit 創建精細化橋梁模型是應該考慮的。

橋梁結構復雜、施工技術難度大[3]，利用BIM 技術能很好的簡化橋梁施工復雜程度，讓工程更加透明，在后續研究的內容的中，將會著重研究橋梁BIM 技術的落地點。