利用bim實(shí)現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及利用BIM實(shí)現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，大跨度橋梁正以日新月異的態(tài)勢(shì)快速涌現(xiàn)，而鋼桁拱橋因其比預(yù)應(yīng)力砼橋有著更好的跨域能力而被廣泛采用。
[0003]鋼桁拱橋的設(shè)計(jì)、架設(shè)及施工方法的選擇過程中，不僅要考慮橋梁形式、跨度、寬度，交通、設(shè)備、工期及造價(jià)等因素，還需要考慮橋梁所位于的水文、地質(zhì)、地形等地形地貌條件。
[0004]鋼桁拱橋梁的設(shè)計(jì)過程中，不僅要考慮鋼桁拱橋梁的主體結(jié)構(gòu)，還需要對(duì)鋼桁拱橋梁的輔助設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)，相關(guān)技術(shù)中對(duì)鋼桁拱橋梁的輔助設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)的主要方式是形成二維圖紙，以二維圖紙呈現(xiàn)輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，直觀立體性較差，而且二維圖紙中通過二維圖形表示橋梁結(jié)構(gòu)，若數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，難以發(fā)現(xiàn)，可見相關(guān)技術(shù)中鋼桁拱橋的設(shè)計(jì)方式難以為鋼桁拱橋梁的建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，為鋼桁拱橋梁建設(shè)帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供利用BIM實(shí)現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)方法及裝置，以通過三維模型為鋼桁拱橋梁提供直觀立體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，且進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為鋼桁拱橋梁的建設(shè)提供便利。
[0006]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用BIM實(shí)現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)方法，包括:根據(jù)鋼桁拱橋所在位置的地形條件和所述鋼桁拱橋的梁橋設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確定纜索吊的結(jié)構(gòu)樣式，所述結(jié)構(gòu)樣式包括:吊機(jī)組數(shù)、吊機(jī)的額定起重量、吊機(jī)的主跨度和索塔高度；對(duì)所述鋼桁拱橋所在位置的地壟結(jié)構(gòu)的錨固性能、塔架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定受力能力、塔架結(jié)構(gòu)地基承載力、塔架基礎(chǔ)的受力以及抗顛覆、抗滑移性能進(jìn)行分析；根據(jù)分析的結(jié)果設(shè)計(jì)所述纜索吊的三維模型；將所述纜索吊的三維模型導(dǎo)入所述鋼桁拱橋的模型和地形環(huán)境中；根據(jù)所述纜索吊的三維模型導(dǎo)入后的實(shí)際匹配情況，調(diào)整所述纜索吊的三維模型。
[0007]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，根據(jù)分析的結(jié)果設(shè)計(jì)所述纜索吊的三維模型包括:提取鋼管參數(shù)，所述鋼管參數(shù)包括:管壁參數(shù)和鋼管倒角參數(shù)；根據(jù)所述鋼管參數(shù)建立鋼管的實(shí)體模型；在所述鋼管的實(shí)體模型上設(shè)置附加實(shí)體；采用布爾操作得到鋼管的最終實(shí)體模型；將各個(gè)鋼管的最終實(shí)體模型采用萬能桿件和節(jié)點(diǎn)板聯(lián)結(jié)，得到纜索吊的三維模型。
[0008]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述方法還包括:采用如下方式建立扣索系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)模型:以扣塔為起點(diǎn)，所述鋼桁拱橋兩端地壟定位點(diǎn)和橋體桿件扣索位置為終點(diǎn)，實(shí)例化各扣錨索模型，建立扣塔模型及扣錨索模型；在扣錨索模型的基礎(chǔ)上，確定地壟模型定位點(diǎn)，根據(jù)各定位點(diǎn)的位置進(jìn)行地壟模型的搭建；提取扣索的定位點(diǎn)，確定扣索連接器的空間位置，基于各個(gè)扣索的定位點(diǎn)和連接器的空間位置，建立所述鋼桁拱橋的各個(gè)扣索模型。
[0009]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，建立扣塔模型包括:根據(jù)所述鋼桁拱橋的結(jié)構(gòu)選擇門式桁架結(jié)構(gòu)的扣塔，所述扣塔的主立柱采用焊接H型鋼，各立柱直接采用斜撐和聯(lián)接系進(jìn)行連接；確定所述扣塔的設(shè)立位置；根據(jù)所述扣塔設(shè)立位置處的交接墩墩頂高度確定所述扣塔的高度；根據(jù)所述扣塔的設(shè)立位置、所述扣塔的高度建立扣塔骨架模型；在所述扣塔骨架模型的基礎(chǔ)上，將扣塔的各個(gè)組件設(shè)置在所述扣塔骨架模型內(nèi)。
[0010]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)所述扣塔的設(shè)立位置、所述扣塔的高度建立扣塔骨架模型包括:根據(jù)所述扣塔的設(shè)立位置、所述扣塔的高度建立豎桿骨架的三維模型，其中，所述豎桿骨架包括底板、加勁肋、加強(qiáng)筋、螺栓孔；建立橫桿及斜撐桿的桿件三維模型；將以上各節(jié)段桿件的三維模型進(jìn)行拼裝，形成扣塔骨架模型。
[0011]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種利用BIM實(shí)現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)裝置，包括:纜索吊結(jié)構(gòu)確定模塊，用于根據(jù)鋼桁拱橋所在位置的地形條件和所述鋼桁拱橋的梁橋設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確定纜索吊的結(jié)構(gòu)樣式，所述結(jié)構(gòu)樣式包括:吊機(jī)組數(shù)、吊機(jī)的額定起重量、吊機(jī)的主跨度和索塔高度；分析模塊，用于對(duì)所述鋼桁拱橋所在位置的地壟結(jié)構(gòu)的錨固性能、塔架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定受力能力、塔架結(jié)構(gòu)地基承載力、塔架基礎(chǔ)的受力以及抗顛覆、抗滑移性能進(jìn)行分析；纜索吊模型設(shè)計(jì)模塊，用于根據(jù)分析的結(jié)果設(shè)計(jì)所述纜索吊的三維模型；模型導(dǎo)入模塊，用于將所述纜索吊的三維模型導(dǎo)入所述鋼桁拱橋的模型和地形環(huán)境中；模型調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述纜索吊的三維模型導(dǎo)入后的實(shí)際匹配情況，調(diào)整所述纜索吊的三維模型。
[0012]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述模型調(diào)整模塊包括:參數(shù)提取單元，用于提取鋼管參數(shù)，所述鋼管參數(shù)包括:管壁參數(shù)和鋼管倒角參數(shù)；實(shí)體模型建立單元，用于根據(jù)所述鋼管參數(shù)建立鋼管的實(shí)體模型；附加實(shí)體設(shè)置單元，用于在所述鋼管的實(shí)體模型上設(shè)置附加實(shí)體；最終實(shí)體模型獲取單元，用于采用布爾操作得到鋼管的最終實(shí)體模型；三維模型獲取單元，用于將各個(gè)鋼管的最終實(shí)體模型采用萬能桿件和節(jié)點(diǎn)板聯(lián)結(jié)，得到纜索吊的三維模型。
[0013]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述裝置還包括:扣索系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)模塊，用于采用如下方式建立扣索系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)模型:以扣塔為起點(diǎn)，所述鋼桁拱橋兩端地壟定位點(diǎn)和橋體桿件扣索位置為終點(diǎn)，實(shí)例化各扣錨索模型，建立扣塔模型及扣錨索模型；在扣錨索模型的基礎(chǔ)上，確定地壟模型定位點(diǎn)，根據(jù)各定位點(diǎn)的位置進(jìn)行地壟模型的搭建；提取扣索的定位點(diǎn)，確定扣索連接器的空間位置，基于各個(gè)扣索的定位點(diǎn)和連接器的空間位置，建立所述鋼桁拱橋的各個(gè)扣索模型。
[0014]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，所述扣索系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)模塊包括:扣塔選取單元，用于根據(jù)所述鋼桁拱橋的結(jié)構(gòu)選擇門式桁架結(jié)構(gòu)的扣塔，所述扣塔的主立柱采用焊接H型鋼，各立柱直接采用斜撐和聯(lián)接系進(jìn)行連接；扣塔位置確定單元，用于確定所述扣塔的設(shè)立位置；扣塔高度確定單元，用于根據(jù)所述扣塔設(shè)立位置處的交接墩墩頂高度確定所述扣塔的高度；扣塔骨架模型建立單元，用于根據(jù)所述扣塔的設(shè)立位置、所述扣塔的高度建立扣塔骨架模型；組件設(shè)置單元，用于在所述扣塔骨架模型的基礎(chǔ)上，將扣塔的各個(gè)組件設(shè)置在所述扣塔骨架模型內(nèi)。
[0015]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述扣塔骨架模型建立單元包括:第一模型建立子單元，用于根據(jù)所述扣塔的設(shè)立位置、所述扣塔的高度建立豎桿骨架的三維模型，其中，所述豎桿骨架包括底板、加勁肋、加強(qiáng)筋、螺栓孔；第二模型建立子單元，用于建立橫桿及斜撐桿的桿件三維模型；拼裝子單元，用于將以上各節(jié)段桿件的三維模型進(jìn)行拼裝，形成扣塔骨架模型。
[0016]本發(fā)明中的利用BIM實(shí)現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)方法及裝置，根據(jù)鋼桁拱橋所在位置的地形條件和鋼桁拱橋的梁橋設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確定纜索吊的結(jié)構(gòu)樣式，并通過對(duì)錨固性能、塔架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定受力能力、塔架結(jié)構(gòu)地基承載力、塔架基礎(chǔ)的受力以及抗顛覆、抗滑移性能進(jìn)行分析設(shè)計(jì)纜索吊的三維模型，且根據(jù)纜索吊的三維模型導(dǎo)入后的實(shí)際匹配情況，調(diào)整纜索吊的三維模型，從而使纜索吊的三維模型更符合設(shè)計(jì)需。本發(fā)明中通過三維模型為鋼桁拱橋梁提供直觀立體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，且進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，