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原文传递 BIM技术在下承式梁拱组合桥设计中的应用研究

论文题名：	BIM技术在下承式梁拱组合桥设计中的应用研究
关键词：	承式梁拱组合桥;参数化设计;Dynamo可视化编程;BIM技术
摘要：	近年来，随着科学技术的迅猛发展和建筑行业信息化水平的不断提高，BIM技术得到长足发展，并逐步在工程行业各领域得到应用。但由于受到桥梁结构形式复杂、标准化程度低、体量庞大等因素影响，目前，BIM技术在桥梁工程领域的发展应用仍处于探索阶段，并未形成成熟的应用体系。设计阶段是桥梁工程建设周期内至关重要的环节，是一切后续工作的基础，针对桥梁设计中构件复杂、体量庞大、重复性工作多、模型精度低等诸多问题，本文基于Revit核心建模软件平台与Dynamo可视化编程平台，对下承式梁拱组合桥的参数化设计及BIM技术应用进行研究，主要研究内容如下：　　（1）确定设计方案　　总结现阶段BIM技术在桥梁设计中参数化设计的研究现状，基于所研究的下承式梁拱组合桥建模较为困难的问题，对各个BIM平台及其核心建模软件的优劣进行对比，最终选择Revit和Dynamo相结合的设计模式，并提出桥梁参数化设计的思路与方案。　　（2）基于建模、可视化编程软件，进行桥梁初步设计　　基于Revit和Dynamo对某下承式梁拱组合桥工程实例进行初步设计，在Revit中创建桥梁构件参数化族，如箱梁截面轮廓族、墩台基础族、吊杆族、拱肋族等，丰富了桥梁构件族库。提取桥梁构件参数化设计中起决定性因素的几何参数、空间位置参数等，并存储于Excel表格中，作为参数化设计的数据准备。针对连续梁这类截面形状随坐标变化的实体，以及数量较多且空间位置难以确定的吊杆、墩台基础等参数化构件，基于布置轮廓族的思路，在Dynamo中创建.dyn文件进行可视化编程设计，通过读取表格参数信息，实现连续梁的精细化建模和吊杆拱肋以及墩台基础的参数化布置。通过改变Excel表格参数，即可实现模型的修改与创建，该参数化设计思路适用于绝大多数桥梁。　　（3）分析结构特点，进行深化设计，完成全桥BIM模型　　在下承式梁拱组合桥初步设计的基础上，对桥梁细部构件进行深化设计。针对齿块这类布置于桥梁内部，且空间位置难以确定的参数化构件，其手动放置十分困难，基于Revit与Dynamo快速准确完成其参数化设计。对于防护墙路基及人行道等附属构件，通过绘制并布置嵌套族，使用Dynamo播放器完成其创建。而对于普通钢筋和预应力钢筋，不再通过常规的Revit自带的钢筋建模功能进行创建，而是通过Dynamo可视化编程设计完成其三维模型的创建，并将钢筋模型导入Navisworks进行碰撞检测，最终完成下承式梁拱组合桥的深化设计。　　（4）分析BIM模型与MidasCivil软件的接口技术，完成BIM模型与有限元模型的无缝衔接，并进行内力检算　　实现BIM模型到有限元模型的信息传递，保持其一致性并减少有限元软件中重新建模的工作量，通过Dynamo创建桥梁中心线多段线，并将其和关键截面轮廓族导出为.dxf格式的文件并导入MidasCivil截面特性计算器，完成下承式梁拱组合桥有限元模型的快速创建，同时保证BIM模型与有限元模型的一致性，最终对桥梁结构强度、刚度、内力进行验算，以验证其满足规范要求。
作者：	翁浩然
专业：	建筑与土木工程
导师：	张丽萍;刘彦明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2022