张吉怀铁路石碧村特大桥施工BIM技术研究与应用

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目前,我国高铁桥梁建造技术总体处于国际先进水平,甚至在一些领域达到国际领先水平,但在施工前期策划、临时结构设计与计算、工程算量、施工组织等领域存在比较粗放的现象。BIM技术作为当今一项热点技术,理论上可以有效克服高铁桥梁施工中存在的众多不足,实现高铁桥梁施工技术转型升级、挖潜增效的目的。然而,目前BIM技术在高铁桥梁施工中的研究与应用大多局限在三维模型构建、可视化交底、工程算量、碰撞检查等领域,还远没有达到其应有的深度。如何将BIM技术深度应用于高铁桥梁施工技术中去,还缺乏清晰的认知,及普遍认可的成功应用经验。BIM技术在高铁桥梁施工中的应用还存在巨大的发展空间。本文以张吉怀铁路石碧村特大桥(48+80+48)m连续梁为工程背景,对高铁桥梁的BIM技术进行了研究与应用,主要内容如下:(1)便捷构建全桥G4级三维信息模型:首先研究全桥线路信息、构造信息、布置信息及地理模型信息。其次基于线路信息、构造信息及布置信息选择合适的建模策略,高效构建G4级三维信息模型。最后结合地理模型信息共同完成施工前工程量统计、前期策划、三维可视化交底、设计资料校核及施工进度管理等应用。(2)基于BIM技术探索0号块托架的正向设计:首先基于工程背景选择合适的0号块托架施工方案,并基于Python OCC平台与Python语言构建高精度托架BIM模型。其次利用等效结构法对托架进行力学分析,并通过Python语言导出BIM模型的STP数据格式,实现与有限元计算软件Abaqus的数据交互,完成托架及墩身局部应力的分析。最后对初步设计方案进行调整,并实现调整方案的快速出图。(3)挂篮BIM模型的构建及力学分析:通过对挂篮进行系统划分,抽象凝练出其结构模型信息及力学模型信息,并利用结构模型信息基于Python OCC平台与Python语言实现挂篮精细化建模及工程量快速统计,同时基于挂篮力学模型信息对比分析传统力学手算、等效结构法计算及三维Midas计算三种力学计算模式的精度及效率,为挂篮选择合适的力学计算方法。(4)基于BIM技术的全桥钢筋创建及应用:本文在对全桥钢筋类型分析的基础上,基于RBCCE平台对接Revit API接口实现了全桥钢筋的高效建模,并利用Python语言基于Dynamo节点进行二次开发,完成了全桥钢筋工程量的快速统计,同时基于全桥钢筋模型实现了三维可视化交底、碰撞检查、设计校核等应用。
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