[发明专利]基于BIM的桥梁三维模型构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程BIM技术领域，特别是基于BIM的桥梁三维模型构建方法。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的发展，信息化程度越来越高，业主对工程设计的要求不仅限于二维的平面设计图纸交付，而希望有更直观和信息量更全面的设计交付形式，以方便后期采购、施工以及管理养护。传统的二维设计图纸已经不能满足以上要求特点。在设计阶段有效应用BIM技术，不仅可以有效地提高工程设计的质量、效率和水平，最大限度地节约人力物力和缩短设计周期，而且能够将三维信息模型向下游传递，实现BIM在建造全生命周期的应用价值。

目前，实现建立桥梁BIM模型的软件有Autodesk公司的Revit，Bentley公司的Powercivil以及Dassualt systems公司的CATIA等软件，但这些软件主要面向建筑业或制造业开发的，无法适应公路交通行业的需求,在建立桥梁模型的便捷性方面有待于进一步开发。现有的BIM模型应用于桥梁建模存在的问题主要是：

1.不符合公路行业桥梁设计的习惯，只能满足三维建模要求；

2.没有适合规范和工程经验的构件库；

3.桥梁结构各组成部分参数约束复杂，导致建模效率很低；

4.建模没有基于三维路线信息，定位采用坐标而不是桩号和高程，当路线信息发生变化时，桥梁结构很难做相应调整。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的是提出一种基于BIM的桥梁三维模型构建方法。通过优化桥梁模型，实现桥梁组件的参数化、标准化，缩短建模时间，提高设计效率和质量。

本发明针对桥梁拆分成最小的构件，根据相互关联特征，将桥梁所有部件组装，形成桥梁BIM模型；上述方法形成的结构关系灵活，局部改变不会严重影响整体，完全满足设计需求，适应性强。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种基于BIM的桥梁三维模型构建方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：对桥梁整体结构分解成桥梁组件，并规范性的进行分类；

步骤二：对桥梁组件细分为构件以及图元，并进行参数化，编制几何构造尺寸对应的参数表；

步骤三：对桥梁组件三维模型组装和定位，确定并定义构件控制点和相对空间位置关系，组装构件成为组件，存储在组件模板库中，定义组件控制点；

步骤四：提取项目的三维路线信息，确定路线的桩号和设计高程；

步骤五：对组件三维模型进行装配，在路线信息的基础上，利用定位参数确定组件模型位置，调用type方法，使组件之间自动进行参数化装配。

本发明所述桥梁结构体划分成图元Element、构件Component及组件Assembly三个层次，并通过定义ID关键字对其进行规范性分类。

本发明所述参数化构件的主要参数包括断面参数、高度参数、定位参数。

本发明所述桥梁组件分为上部构件、下部构件和附属构件，其中：上部构件的组件模型包括装配式预制空心板、装配式预制小箱梁、装配式预制T梁、现浇箱梁；下部构件的组件模型包括耳背墙、盖梁、挡块、立柱、承台、基桩；附属构件的组件模型包括支座、伸缩缝、护栏、桥面铺装、排水设施。

本发明所述三维建模中，装配桥梁组件模型的各个组件控制点之间的空间相对关系调用为识别桥梁组件避免出现系统错误而采用ID表示的定义函数，将各个组件关联起来。

本发明所述桥梁组件模板库利用代码实现每个ID代表一个类型桥梁组件模型，模板库中存储了多个ID。

本发明所述三维桥梁模型可通过FBX文件格式与VR对接。

本发明通过把桥梁结构分解成多个独立的组件，建立参数化三维组件模型，并搭建组件模型库。根据桥位处的地形、地势等实际情况，通过对三维组件进行修改更新和重复利用，工程师可快速调用组件库的上部结构和下部结构模型，进行桥梁结构的搭积木式的设计，完成桥梁的三维模型设计，极大的减轻建模人员的工作量。工程师可以将工作重心放在方案优化和设计创新等更有价值的方面。该发明通过装配式桥梁三维模型的快速创建，显著地提高设计工作质量和设计效率。