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BIM怎么参数化设计?基于BIM技术桥梁参数化设计流程

发布:中文网小编4号 浏览:494人 分享
发布于:2022-05-06

目前桥梁设计的一般流程按顺序为概念设计、方案设计、初步设计、施工图设计等几个主要阶段,按阶段交付各自的成果。譬如,概念设计阶段确定桥型、跨径等,方案设计阶段交付效果图、动画展示,初步设计阶段有初设图纸、计算书、初步工程数量,施工图设计阶段的大样图、施工流程方案和详细工程数量表等。因此,在不同设计阶段,根据需求选用对应的Autodesk系列软件,以满足各阶段工作要求。

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与传统设计思路对比,基于BIM技术的桥梁设计最大特点是核心三维模型的建立,是工程项目信息化集成的产品,并作为核心设计成果交付。基于模型可实现各阶段对应交付的效果图渲染、动画展示、受力分析、图纸输出、优化设计及信息更新等成果,不同专业人员通过共享模型信息实现协同工作。但受限于目前软件不完善、设计人员的BIM技能水平和探索性工作较少,目前完全实现基于BM设计存在较大困难,笔者以Revit为核心建模软件,联合Autodesk系列的Infraworks、Revit、NavisWorks等,以BIM模型作为设计阶段的核心成果,是工程项目信息化集成的产品,探索性提出较为可行的桥梁BIM参数化设计流程。

(1)概念设计阶段:该阶段注重桥梁功能、美学及其工程表现。设计师可利用Revit的Dynamo插件,将构思或己有的手绘草图转化成三维模型。在软件中,利用参数化优势,调整特定变量(跨度、梁高、截面、曲率等),判断模型造型是否美观、结构是否合理、施工是否可行等,最后择优选出满足要求的概念模型,以便进行细化设计。

(2)方案设计阶段:该阶段对概念模型细化,并用Infraworks建立周边地形、自然环境的模型,桥梁三维模型可在三维环境中直观展现设计方案,验证孔径跨度布置、上下构件断面选型、通航情况等的合理性,对于特殊桥梁,通过BIM手段构建多方案概念模型,结合地形、通航、技术难度等方面,辅助方案决策。该阶段继续基于Revit、Infraworks平台,可将完成的方案模型导入Lumlon、NavlsWorks等软件进行效果图的渲染和方案动画的制作,用作方案汇报交流。在方案设计阶段与传统方法相比,主要有如下优势:

①BIM设计方案可直接呈现立体视觉。基于CAD的传统方案,受制于二维图面,需要空间想象及强大专业知识才能解读;BIM特有的三维可视化优势,可多视角、剖分浏览空间,高效、直观的沟通。

②BIM设计方案可精确控制成本。依托于参数化、信息化的工程模型,精确高效提取工程量,达到精确控制项目成本。

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(3)初步设计及施工图设计阶段:进一步深化方案模型,完善细部特征,确定构件尺寸。由于桥梁设计需要协调业主需求、造型、受力、施工、造价等多方面问题,并不能一威而就,而需耍反复迭代寻求最优解决方案,故在该阶段存在着大量的构件尺寸、材料选择、构造措施等的修改工作。

传统的设计方法中,设计人员需要花费大量人力物力在图纸、计算模型的反复更改工作中,重复作业工作量大,效率较低。而在BIM设计中,方案的修改主要集中在三维信息化模型,而模型本身具备参数化属性,只需要更改特定变量的数值,就能自动完成全桥的模型更新。在该阶段中,利用Autodesk Revit软件,通过概念体量将三维几何模型导入,再为模型的各构件赋予所需的信息,包括编号、材料、厂商和造价等。同时,Revit可通过剖面视图等对所需的二维视图进行施工图纸输出及统计工程量,以减少设计人员绘图的工作量,提高效率。另外,对需要进行实体有限元分析的构件,可直接以sat格式导入Abaqus有限元软件中进行精细化分析。

(4)施工阶段:可对设计完成的桥梁三维模型进行项目进度设定、施工过程动画仿真、碰撞检查等工作,超前对实际施工过程中可能遇到的问题进行模拟,制定应对方案,从而减少或避免施工中可能出现的问题。该阶段可将在Revit中完成的信息化集成三维模型导入NavisWorks(简称NW)软件,Nw不仅具备碰撞检查,还能实现体量计算、成本统计、三维漫游等功能,从而指导施工。另外,NW和Revit同属Autodesk平台,能够最大程度保留三维模型的各种信息,不至于信息失真,减少错误。