公路互通匝道橋梁BIM建模方法研究與應(yīng)用

劉林寧

摘 要：BIM起源于20世紀(jì)70年代，之后CharlesEaetman、JerryLaiserin及McGrawHill建筑信息公司等都對其概念進(jìn)行了定義。從BIM思想產(chǎn)生以來，與其相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)在不斷深化研究，BIM的出現(xiàn)正在逐步改變項(xiàng)目參與各方的協(xié)作方式。本文對公路互通匝道橋梁BIM建模方法研究與應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路互通;匝道橋梁;BIM建模

引言

目前，在互通設(shè)計過程中各專業(yè)各司其職，設(shè)計成果之間容易出現(xiàn)沖突與矛盾，另外，設(shè)計成果展示與復(fù)核、復(fù)雜結(jié)點(diǎn)設(shè)計不易表達(dá)問題也非常突出，總而言之，在傳統(tǒng)設(shè)計時一方面對方案的選擇、多方案設(shè)計匯報以及方案確定后對設(shè)計的優(yōu)化做的不足;另一方面在與規(guī)范細(xì)節(jié)的符合性檢查僅僅依靠設(shè)計人員逐一核實(shí)，無直觀整體展示，耗時耗力。

1 BIM模型創(chuàng)建

設(shè)計模型是手動創(chuàng)建的設(shè)計項(xiàng)目，例如例如，道路、道路、橋梁、干涉等廊道模型會在BIM模型的設(shè)計資料和參數(shù)式資料之間建立無縫連接。它主要使用獨(dú)立道路BIM設(shè)計系統(tǒng)來大幅降低BIM模型的參數(shù)化工作。模型主要由以下值組成：前坡、道路、邊溝、防滑輪胎、擋土墻、護(hù)欄、護(hù)欄等。邊坡將精確地指定邊坡數(shù)、每個平面上的坡度和邊坡邊界，并且僅示意性地顯示保護(hù)類型。廊道反映道路的準(zhǔn)確高程、結(jié)構(gòu)層和外觀，以及滑塊、擋土墻等元件。準(zhǔn)確反映設(shè)計標(biāo)注;橋梁模型可讓您有效地建立一般橋梁模型，主要由開發(fā)的道路鋼筋BIM設(shè)計系統(tǒng)建立，且設(shè)計模型與設(shè)計結(jié)果完全相符。特殊橋梁是使用Civil3D次組合編輯器在橋梁（橋梁系統(tǒng)和主要梁）、附屬設(shè)備（護(hù)欄和板）上以參數(shù)化方式設(shè)計的。使用Revit和Dynamo對跳線箭頭、跳線等進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。橋梁模型包括u。a .鋪面和既有灌嘴、t形梁、加油站、結(jié)構(gòu)桿件、梁、柱、空心、橋墩、樁頂、橋面梁、結(jié)構(gòu)墻、背面、側(cè)板、支撐和樁帽，其中橋面鋪裝層和目前灌嘴層指定了厚度和外觀、支撐輪廓以及其他每個元件的準(zhǔn)確大小、高度和座標(biāo)資訊。交通設(shè)計模型主要使用Revit軟體建立交通專案的3D模型。該模型主要由標(biāo)志、車道、流域、擋土墻、護(hù)欄、反光部分、聲屏障、隔離區(qū)和網(wǎng)絡(luò)組成。標(biāo)志主要表示標(biāo)志的位置、大小和標(biāo)簽。車道線準(zhǔn)確反映了設(shè)計、車道寬度、流向和鑲嵌流。該島反映了建筑用地的大小和站立位置。擋土墻反映了輪廓的精確尺寸和配線的位置。梁的水平平面表示板的位置、高度、豎框和造型。防反射臂、隔音罩、分模線和網(wǎng)格反映高度和布線位置。交通工程模型以內(nèi)容、形狀和位置為基礎(chǔ)，不反映混凝土的細(xì)節(jié)、地基和內(nèi)部。

2 BIM技術(shù)在公路互通施工管理的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM技術(shù)在道路交通施工管理中的應(yīng)用，使高速公路的構(gòu)造塊可視化。通過使用BIM技術(shù)創(chuàng)建的三維模型，機(jī)械工程師可以動態(tài)控制工程流程并及時識別施工問題。這大大縮短了施工時間，避免了不必要的浪費(fèi)。BIM技術(shù)是模型在三維多角度空間中的可視化，它從不同角度和整體觀點(diǎn)表示道路交通，為道路項(xiàng)目的實(shí)際管理奠定了基礎(chǔ)。道路管理員可以使用BIM模型建立資訊（例如建立道路交通功能的時間、效能和功能），對道路交通工址進(jìn)行全景模擬和操控。通過將三維建筑模型與真實(shí)建筑構(gòu)件進(jìn)行比較，不斷優(yōu)化道路施工管理，確保道路施工建筑的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和可行性。

3立體交叉中樞紐型式的三維應(yīng)用

3.1建立模型

首先，在CAD中移除不需要的零件，只留下線型，并在頂層和底層分離幾何。否則，您可以稍后建立與原始設(shè)計意圖不符的模型。此外，創(chuàng)建變換時會出現(xiàn)不必要的問題。接下來，您將開始在3d dmax中建模。由于在行業(yè)相關(guān)專家的范圍內(nèi)捕獲了大量的現(xiàn)場照片，因此可以從這些照片創(chuàng)建模擬地形，也可以基于從圖形管理器接收到的地面數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型，然后將其導(dǎo)入到3d dmax。

3.2渲染

在光源的參數(shù)設(shè)置中，調(diào)整光源類型、陰影、強(qiáng)度、顏色、衰減參數(shù)以在場景中獲得所需的光源環(huán)境。然后設(shè)置相機(jī)。首先，將攝影機(jī)放置在要最后渲染的視口中，然后定義最終攝影機(jī)視圖。然后調(diào)整參數(shù)，例如鏡頭、視野、相機(jī)類型、環(huán)境范圍、景深等。設(shè)置所需的參數(shù)后，可以進(jìn)行渲染設(shè)置。VRay設(shè)置不會詳細(xì)說明渲染輸出時發(fā)生的情況。如果只有一個圖像，請選擇時間輸出作為單個圖像，根據(jù)打印的需要調(diào)整圖像大小和光圈大小，并根據(jù)需要調(diào)整寬度和高度的大小。然后渲染渲染，選擇路徑，選擇輸出類型（建議單個圖像使用JPG，AVI格式的動畫），最后渲染點(diǎn)。

4參數(shù)化T梁族、橋墩族制作

4.1參數(shù)化T梁族制作

參數(shù)化T梁族制作思路：將梁體構(gòu)造圖紙進(jìn)行拆分（T梁拆分為橋面板、肋板、加腋結(jié)構(gòu)、橫隔板）—分析梁體結(jié)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)變化處分開建?！_立建模標(biāo)準(zhǔn)（主要包含內(nèi)容為定位標(biāo)準(zhǔn)、材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）—選取自適應(yīng)公制常規(guī)模型族樣板—確定模型創(chuàng)建原點(diǎn)—根據(jù)各組成部分所處位置添加參照平面—添加尺寸約束—添加類型、實(shí)例參數(shù)及參數(shù)表達(dá)式（主要用于梁體橫坡、內(nèi)外邊梁翼緣板線形調(diào)整等）—繪制截面輪廓（采用參照線繪制，并將參照線與參照平面進(jìn)行鎖定）—創(chuàng)建形狀，形成參數(shù)化T梁族。

4.2參數(shù)化橋臺族制作

參數(shù)化橋臺族制作思路：將橋臺構(gòu)造圖紙進(jìn)行拆分（橋臺拆分為耳墻、臺帽、臺背、牛腿、倒棱、擋塊、墊石、樁基）—分析橋臺結(jié)構(gòu)組成—選取公制結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)族樣板—確定模型創(chuàng)建原點(diǎn)（選取對稱中心所在位置）—根據(jù)各組成部分所處位置添加參照平面—添加尺寸約束—添加類型、實(shí)例參數(shù)及參數(shù)表達(dá)式（主要用于臺帽、臺背橫坡調(diào)整）—繪制各截面輪廓（將輪廓與參照平面進(jìn)行鎖定）—創(chuàng)建實(shí)體，最后通過融合命令形成參數(shù)化橋臺族。

5 T梁橋通用布置程序開發(fā)

5.1線路生成程序主要節(jié)點(diǎn)組成

程序基本設(shè)計流程：讀取Excel數(shù)據(jù)—數(shù)據(jù)處理—應(yīng)用List.GetItemAtIndex節(jié)點(diǎn)過濾所需數(shù)據(jù)—采用Point.ByCoordinates節(jié)點(diǎn)生成空間點(diǎn)—應(yīng)用NurbsCurve.ByPoints節(jié)點(diǎn)將點(diǎn)連接生成線—采用PolyCurve.ByJoinedCurves節(jié)點(diǎn)將三維空間線類型轉(zhuǎn)換為PolyCurve類型。

5.2創(chuàng)建梁體程序腳本設(shè)計流程

放置梁體點(diǎn)位編排程序腳本如前所述，在此不再詳述。在梁體點(diǎn)位編排程序腳本基礎(chǔ)之上對所布置的各分片梁體進(jìn)行命名（核心是應(yīng)用生成字符串相關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行命名）—復(fù)制梁體類型（應(yīng)用白馬包中的CopyType節(jié)點(diǎn)）—采用放置自適應(yīng)族相關(guān)節(jié)點(diǎn)AdaptiveComponent.ByPoints進(jìn)行梁體布置（注意相關(guān)連接節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須保持一致）。本實(shí)際案例中的T梁族分為“兩種類型”：a.未置入直線類型（第一階段T梁）;b.置入直線類型（第二階段T梁，該種“類型”的T梁主要通過內(nèi)置直線的端點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)梁體的空間布置）。

結(jié)束語

綜上所述，分析和研究了軟件在場地規(guī)劃設(shè)計中的可行性技術(shù)路線，并將BIM技術(shù)運(yùn)用到其中，以實(shí)現(xiàn)BIM模型的可視化仿真應(yīng)用。主要目的是以BIM技術(shù)的基本理論以及相關(guān)軟件為基礎(chǔ)，探索了基于BIM模型的可視化仿真應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)過程，在該過程中需要多種BIM軟件的相互協(xié)作，需將多種軟件進(jìn)行集成運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

[1]秦際涵.基于BIM的互通式立交設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長安大學(xué)，2019.

[2]趙先洋，基于Civil3D的道路BIM精細(xì)化建模方法研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2019，15（12）：112-114.

[3]王辛堂.BIM技術(shù)在寧梁高速公路項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2019.

[4]陳安陽.BIM在公路設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].長沙理工大學(xué)，2018.

[5]白蕾.BIM技術(shù)在公路工程決策設(shè)計階段造價管理中的研究與應(yīng)用[D].華北水利水電大學(xué)，2018.