利用bim實現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設施的設計方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及橋梁建筑技術領域，具體而言，涉及利用BIM實現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設施的設計方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著橋梁建設技術的不斷發(fā)展，大跨度橋梁正以日新月異的態(tài)勢快速涌現(xiàn)，而鋼桁拱橋因其比預應力砼橋有著更好的跨域能力而被廣泛采用。
[0003]鋼桁拱橋的設計、架設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、設備、工期及造價等因素，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]鋼桁拱橋梁的設計過程中，不僅要考慮鋼桁拱橋梁的主體結構，還需要對鋼桁拱橋梁的輔助設施進行設計，相關技術中對鋼桁拱橋梁的輔助設施進行設計的主要方式是形成二維圖紙，以二維圖紙呈現(xiàn)輔助設施的設計結構，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構，若數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，難以發(fā)現(xiàn)，可見相關技術中鋼桁拱橋的設計方式難以為鋼桁拱橋梁的建設提供準確的數(shù)據(jù)支持，為鋼桁拱橋梁建設帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供利用BIM實現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設施的設計方法及裝置，以通過三維模型為鋼桁拱橋梁提供直觀立體的設計數(shù)據(jù)，且進一步確保數(shù)據(jù)的準確性，為鋼桁拱橋梁的建設提供便利。
[0006]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種利用BIM實現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設施的設計方法，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計特點，確定纜索吊的結構樣式，所述結構樣式包括:吊機組數(shù)、吊機的額定起重量、吊機的主跨度和索塔高度；對所述鋼桁拱橋所在位置的地壟結構的錨固性能、塔架結構穩(wěn)定受力能力、塔架結構地基承載力、塔架基礎的受力以及抗顛覆、抗滑移性能進行分析；根據(jù)分析的結果設計所述纜索吊的三維模型；將所述纜索吊的三維模型導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入后的實際匹配情況，調(diào)整所述纜索吊的三維模型。
[0007]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，根據(jù)分析的結果設計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)建立鋼管的實體模型；在所述鋼管的實體模型上設置附加實體；采用布爾操作得到鋼管的最終實體模型；將各個鋼管的最終實體模型采用萬能桿件和節(jié)點板聯(lián)結，得到纜索吊的三維模型。
[0008]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述方法還包括:采用如下方式建立扣索系統(tǒng)施工設計模型:以扣塔為起點，所述鋼桁拱橋兩端地壟定位點和橋體桿件扣索位置為終點，實例化各扣錨索模型，建立扣塔模型及扣錨索模型；在扣錨索模型的基礎上，確定地壟模型定位點，根據(jù)各定位點的位置進行地壟模型的搭建；提取扣索的定位點，確定扣索連接器的空間位置，基于各個扣索的定位點和連接器的空間位置，建立所述鋼桁拱橋的各個扣索模型。
[0009]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，建立扣塔模型包括:根據(jù)所述鋼桁拱橋的結構選擇門式桁架結構的扣塔，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)接系進行連接；確定所述扣塔的設立位置；根據(jù)所述扣塔設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上，將扣塔的各個組件設置在所述扣塔骨架模型內(nèi)。
[0010]結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，根據(jù)所述扣塔的設立位置、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行拼裝，形成扣塔骨架模型。
[0011]第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種利用BIM實現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設施的設計裝置，包括:纜索吊結構確定模塊，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計特點，確定纜索吊的結構樣式，所述結構樣式包括:吊機組數(shù)、吊機的額定起重量、吊機的主跨度和索塔高度；分析模塊，用于對所述鋼桁拱橋所在位置的地壟結構的錨固性能、塔架結構穩(wěn)定受力能力、塔架結構地基承載力、塔架基礎的受力以及抗顛覆、抗滑移性能進行分析；纜索吊模型設計模塊，用于根據(jù)分析的結果設計所述纜索吊的三維模型；模型導入模塊，用于將所述纜索吊的三維模型導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入后的實際匹配情況，調(diào)整所述纜索吊的三維模型。
[0012]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，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)建立鋼管的實體模型；附加實體設置單元，用于在所述鋼管的實體模型上設置附加實體；最終實體模型獲取單元，用于采用布爾操作得到鋼管的最終實體模型；三維模型獲取單元，用于將各個鋼管的最終實體模型采用萬能桿件和節(jié)點板聯(lián)結，得到纜索吊的三維模型。
[0013]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，所述裝置還包括:扣索系統(tǒng)模型設計模塊，用于采用如下方式建立扣索系統(tǒng)施工設計模型:以扣塔為起點，所述鋼桁拱橋兩端地壟定位點和橋體桿件扣索位置為終點，實例化各扣錨索模型，建立扣塔模型及扣錨索模型；在扣錨索模型的基礎上，確定地壟模型定位點，根據(jù)各定位點的位置進行地壟模型的搭建；提取扣索的定位點，確定扣索連接器的空間位置，基于各個扣索的定位點和連接器的空間位置，建立所述鋼桁拱橋的各個扣索模型。
[0014]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，所述扣索系統(tǒng)模型設計模塊包括:扣塔選取單元，用于根據(jù)所述鋼桁拱橋的結構選擇門式桁架結構的扣塔，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)接系進行連接；扣塔位置確定單元，用于確定所述扣塔的設立位置；扣塔高度確定單元，用于根據(jù)所述扣塔設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)所述扣塔的設立位置、所述扣塔的高度建立扣塔骨架模型；組件設置單元，用于在所述扣塔骨架模型的基礎上，將扣塔的各個組件設置在所述扣塔骨架模型內(nèi)。
[0015]結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，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行拼裝，形成扣塔骨架模型。
[0016]本發(fā)明中的利用BIM實現(xiàn)鋼桁拱橋施工輔助設施的設計方法及裝置，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計特點，確定纜索吊的結構樣式，并通過對錨固性能、塔架結構穩(wěn)定受力能力、塔架結構地基承載力、塔架基礎的受力以及抗顛覆、抗滑移性能進行分析設計纜索吊的三維模型，且根據(jù)纜索吊的三維模型導入后的實際匹配情況，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計需。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計數(shù)據(jù)，且進一步確保數(shù)據(jù)的準確性，