孫 程

(黑龍江省公路勘察設(shè)計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 項目概況

某橋梁項目是當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)的重點交通項目，是連接各個主要城市的主要通道，總長度為9.6 km，為雙向六車道項目。項目總投資40億元，主橋設(shè)計為兩跨500 m雙塔雙索面疊合斜拉橋連續(xù)跨越橋梁，斜拉橋在實地中共同使用一座交接墩。

2 CATIA3DEXPERIENCE建模

本次橋梁工程在設(shè)計中，主要是分成六個部分來進(jìn)行，具體的設(shè)計方式如下所示。

2.1 骨架建模

經(jīng)過長期的總結(jié)和分析，了解到工程的實際情況，經(jīng)過各個專業(yè)技術(shù)人員的綜合分析，確定在本次橋梁設(shè)計中通過坐標(biāo)系+道路設(shè)計線為主體骨架元素。骨架建模的方式就是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的道路設(shè)計標(biāo)線，利用假定條件進(jìn)行外部設(shè)計的指導(dǎo)，逐步將上下結(jié)構(gòu)、主橋主塔、拉索模板等各項條件都輸入到定位設(shè)計結(jié)構(gòu)中，主要的操作方式如下所示：(1)將預(yù)先設(shè)定的道路標(biāo)線全部都輸入到系統(tǒng)內(nèi)(3D)；(2)編輯表格：然后將橋梁中的各個組成結(jié)構(gòu)部分的定位元素進(jìn)行合理的輸入；(3)編輯程序：主要是進(jìn)行工程模板的編輯，與相應(yīng)表格對應(yīng)設(shè)計，可以實現(xiàn)定位操作；(4)運(yùn)行程序，最終形成橋梁的骨架。

2.2 構(gòu)件模板

構(gòu)件模板和骨架模板設(shè)計的思路是相同的，構(gòu)件模板應(yīng)該按照其組成結(jié)構(gòu)的特點，首先就是要假設(shè)外部參考條件，然后按照要求進(jìn)行各個構(gòu)件建模。假設(shè)外部參考條件是非常重要的，在構(gòu)件模板的設(shè)計中提供基礎(chǔ)條件。因預(yù)先假設(shè)了外部參考條件，所以在骨架沒有完成的條件下就能夠進(jìn)行模型建立。

2.3 模板實例化

各個部件都有相似性的特點，根據(jù)參數(shù)的要求來進(jìn)行模型的建設(shè)，通過該模型可以根據(jù)不同外部參考條件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)來建設(shè)統(tǒng)一模型，就能夠達(dá)到該過程中的模板實例化分析。模板實例化中就是把所有參考條件全部都組合成為骨架結(jié)構(gòu)。模板設(shè)計環(huán)節(jié)，要將各個模板材料屬性標(biāo)注，就能夠獲得體積與重量等特性。然后是把各個模板按照類別劃入到各個目錄中，設(shè)計人員可以隨時使用。模板定義操作結(jié)束之后，能夠在骨架中實施模板實例化操作，因為先前骨架坐標(biāo)是利用智能陣列方式的命名規(guī)則來實現(xiàn)，可以通過應(yīng)用模板實例化的Action功能進(jìn)行自動匹配骨架坐標(biāo)，然后能夠?qū)崿F(xiàn)批量化的設(shè)計作業(yè)。

2.4 模型的應(yīng)用

在大跨度斜拉橋梁設(shè)計階段，構(gòu)建橋梁模型是非常關(guān)鍵的一項內(nèi)容，因此在設(shè)計階段按照工程的要求，采用BIM技術(shù)將模型構(gòu)建使其通過模型對各種設(shè)計參數(shù)進(jìn)度調(diào)整。

(1)設(shè)計變更

根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行變更模擬分析，比如橋墩模型設(shè)計中，其包含有蓋梁、墩柱、承臺、樁基等幾個部分，各個部分都有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型，這使得變更更加順利的進(jìn)行。如果是將其替換成為道路中心線，那么相應(yīng)的骨架坐標(biāo)以及位置信息也能夠進(jìn)行調(diào)整。

(2)二維圖紙的生成

三維模型最為明顯的優(yōu)勢就是能夠快速的完成二維圖紙的生成，且三維模型的設(shè)計可以提高各個細(xì)節(jié)部分尺寸設(shè)計的精確度，僅需要確定某個位置剖視三維視圖，就能夠快速生成二維圖紙，整個設(shè)計環(huán)節(jié)非常的方便，速度也比較快，圖紙精確度比較高。同時對于大跨度斜拉橋來說，通過BIM技術(shù)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，在實現(xiàn)二維圖紙的基礎(chǔ)上，對圖紙內(nèi)容中存在的問題能夠標(biāo)識出來，方便了后續(xù)工作的開展。

(3)局部計算模型的生成

CATIA軟件在計算過程中，還有著一定的缺陷， 要逐步的完善， 當(dāng)前可以把模型信息按照規(guī)定的計算格式存儲和應(yīng)用，然后就能夠全部都導(dǎo)入到軟件內(nèi)做出各個數(shù)據(jù)的計算分析。本文不做重點分析。

(4)3DVIAComposer施工模擬

3DVIAComposer為比較先進(jìn)的圖形處理軟件，主要的作用就是可以給企業(yè)提供產(chǎn)品文檔維護(hù)作用。與CATIA軟件能夠?qū)崿F(xiàn)兼容和應(yīng)用，且能夠直接讀取其他CAD格式的3DCAD數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)需要設(shè)計出高度壓縮輕文化格式。該橋梁項目在進(jìn)行模型設(shè)計結(jié)束后，通過應(yīng)用3DVIAComposer來進(jìn)行整個方案的動畫模擬，然后實現(xiàn)CATIA模型分析，能夠重點掌握材質(zhì)、色彩等屬性的綜合分析，能夠有效的模擬橋梁施工的整個過程。

3 技術(shù)展望

(1)工程項目設(shè)計環(huán)節(jié)通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以提升工程的質(zhì)量和效率，防止在施工中存在返工等問題，縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。(2)BIM在前期方案設(shè)計環(huán)節(jié)有著非常好的應(yīng)用效果，可以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計達(dá)到科學(xué)性與合理性，各個方面的數(shù)據(jù)計算更加的精確，保證二維圖紙的精確度，應(yīng)用效果非常的明顯，保證工程質(zhì)量水平達(dá)標(biāo)。(3)BIM已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，并且很多國家都出臺相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，以保證其合理的使用。BIM在我國建筑行業(yè)的發(fā)展中起到極大的促進(jìn)作用，發(fā)揮出建筑設(shè)計的優(yōu)勢，引來建筑領(lǐng)域的重大變革。未來發(fā)展中，還需要深化BIM技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)工作質(zhì)量和效率的提升，實現(xiàn)建筑行業(yè)的全面發(fā)展。

4 結(jié) 語

綜合以上分析，在大跨度斜拉橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用大大的提升了設(shè)計效果。這主要是BIM技術(shù)具備可視化、碰撞檢測以及模擬模型等優(yōu)勢，在設(shè)計中能夠直觀的對橋梁參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化設(shè)計存在的不足。