冀笑瑀
摘 要:建筑信息模型BIM是以三維建模為基礎(chǔ),集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。本文采用revit參數(shù)化建模方法,結(jié)合衡水武邑下承式鋼橋鋼橋項(xiàng)目實(shí)例,進(jìn)行了鋼橋各個(gè)構(gòu)件的建模與分析。融合結(jié)構(gòu)整體各個(gè)構(gòu)件的“族”中的信息,進(jìn)而形成整個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑信息模型,從而形成一個(gè)對(duì)建筑物信息和數(shù)據(jù)的平臺(tái)。
關(guān)鍵詞: 信息化技術(shù),建筑信息模型(BIM),衡水武邑下承式鋼橋
0 引言
近幾年來,我國(guó)的橋梁建設(shè)發(fā)展迅速,但是橋梁中的鋼橋所占的比例很低。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)的鋼橋比例不到2%,而美國(guó)鋼橋的比例約占33%??梢灶A(yù)測(cè),未來幾十年鋼橋以其抗震性好、自重輕、施工周期短、綠色環(huán)保,在國(guó)內(nèi)將擁有巨大的市場(chǎng)。尤其是在大型、特大型鋼橋項(xiàng)目,如已建及港珠澳大橋,對(duì)鋼橋制造與施工提出了更高的要求。
BIM以3D數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)系統(tǒng),作為一個(gè)平臺(tái)將建筑物生命周期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源整合起來形成對(duì)工程對(duì)象的完整描述。
1 基于“族”的參數(shù)化建模方法
參數(shù)化建模,指的是用參數(shù)來控制圖元的行為和屬性,并定義構(gòu)件之間的邏輯關(guān)系,同時(shí)參數(shù)還可以提供設(shè)計(jì)對(duì)象的附加信息,設(shè)計(jì)師可以通過修改參數(shù)來更改模型中發(fā)構(gòu)件大小、形狀,從而來實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
目前,基于BIM技術(shù)建模使用較為廣泛的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件就是Autodesk公司開發(fā)的revit軟件,該軟件提出了“族”的概念,“族”是參數(shù)化建模的最好體現(xiàn)。
2 工程實(shí)例分析
2.1衡水武邑鋼橋簡(jiǎn)介
該橋是武邑縣冀衡路與河鋼路連接線工程,由于路線與省道S040交角僅為33°,不滿足常規(guī)橋梁設(shè)置條件,因此主橋上部采取90m簡(jiǎn)支下承式鋼箱拱橋,一孔跨越省道S040,下部采用柱式墩、U形臺(tái),承臺(tái)接鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
本文只研究主橋,鋼箱拱橋中心樁號(hào)為K2+806.873,起點(diǎn)樁號(hào)為K2+658.758,終點(diǎn)樁號(hào)為K2+954.988。該橋上跨省道S040,由于路線與省道S040交角僅為33°,不滿足常規(guī)橋梁設(shè)置條件,因此主橋上部采取90m簡(jiǎn)支下承式鋼箱拱橋,一孔跨越省道S040,下部采用柱式墩、U形臺(tái),承臺(tái)接鉆孔灌注樁基礎(chǔ) 。
本橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)以及施工難度都較大,施工單位在進(jìn)行任何一項(xiàng)工序前均須對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸、平面坐標(biāo)、高程等關(guān)鍵部位進(jìn)行復(fù)核,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該及時(shí)和設(shè)計(jì)單位溝通。確保施工的安全性。
2.2該橋中的難點(diǎn)
該橋桿件數(shù)量多,主橋主體結(jié)構(gòu)除主縱梁頂板板材采用Q235qDZ25鋼外,其余的拱肋、主縱梁、橫梁板材均采用Q345qD鋼,其他附屬結(jié)構(gòu)采用Q235B鋼。除此之外還需設(shè)置吊桿,剪力釘?shù)认汝P(guān)的結(jié)構(gòu)。
由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,造成了出現(xiàn)問題的可能性,比如桿件連接問題、碰撞問題致使返工、工期延遲等;另外,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與多樣性也導(dǎo)致制造的復(fù)雜性,比如吊桿索力的精確測(cè)量和安裝、技術(shù)準(zhǔn)備難度大、制造工序復(fù)雜,不易于生產(chǎn)配置管理等。
突破這些難點(diǎn)是施工中的關(guān)鍵,也是核心技術(shù)的所在。
2.3 BIM在技術(shù)準(zhǔn)備中的優(yōu)勢(shì)與研究方向
目前,技術(shù)準(zhǔn)備工作主要依據(jù)設(shè)計(jì)院提供的二維設(shè)計(jì)圖展開,主要包括設(shè)計(jì)圖的工藝性審核、制造工藝圖轉(zhuǎn)化以及工藝編制等工作。設(shè)計(jì)圖的工藝性審核,主要從制造角度出發(fā),對(duì)其構(gòu)件不利于制造之處提出建議,同時(shí)兼顧設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性審核,主要對(duì)構(gòu)件規(guī)格數(shù)量、連接狀況、有否碰撞沖突等方面進(jìn)行審核,對(duì)其疏漏錯(cuò)誤之處提出修訂。
而Revit從2009版本以后推出的體量設(shè)計(jì)這一方案設(shè)計(jì)工具,在處理復(fù)雜的橋梁造型時(shí)表現(xiàn)出了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力。該軟件中提出了“族”的概念,“族”是參數(shù)化建模的最好體現(xiàn),類似于CAD里面的圖塊,但又不同于圖塊。每個(gè)族在創(chuàng)建的時(shí)候都能定義其類別并且可以被修改,每個(gè)“族”圖元能夠定義多種類別,比如橋墩屬于結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類別。在BIM中,建筑模型就是由這些“族”有機(jī)系統(tǒng)“搭接”起來的,又因?yàn)楸辉O(shè)計(jì)師創(chuàng)建的各種類別的“族”包含著該類別建筑構(gòu)件的所有信息,這樣創(chuàng)建的模型與傳統(tǒng)的幾何模型不同,是真正的建筑信息。
2.3 BIM 技術(shù)在推廣中遇到的挑戰(zhàn)
建筑信息模型BIM思想是由Charles Eastman教授于20世紀(jì)70年代提出。2002年,BIM作為一種用于建設(shè)工程設(shè)計(jì)、施工、管理的創(chuàng)新方法在國(guó)際上推出的,其理論基礎(chǔ)主要來源于制造行業(yè)集CAD、CAM于一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)3。今年來,BIM作為建筑業(yè)革新性的理念和技術(shù),正在受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者和業(yè)界的廣泛關(guān)注,BIM技術(shù)發(fā)展迅速,成為建筑信息化領(lǐng)域最熱門的研究方向。
然而,通過冷靜的思考后發(fā)現(xiàn),BIM在推廣中有很大的難度。因?yàn)椋簜鹘y(tǒng)的CAD平臺(tái)生產(chǎn)效率高,而Revit平臺(tái)效率低短期內(nèi)無法滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)需要;培訓(xùn)成本高、難度大;已有的項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)很重,而revit學(xué)習(xí)要耗費(fèi)大量的時(shí)間;并且過程過于透明,在施工現(xiàn)場(chǎng)推廣遭到一些人的反對(duì),所以這時(shí),公司發(fā)現(xiàn)要在短期內(nèi)用revit完全取代CAD不太現(xiàn)實(shí)。
3 結(jié)論
在我國(guó)的橋梁建設(shè)發(fā)展迅速,但是橋梁中的鋼橋所占的比例相對(duì)較低的背景下。本文結(jié)合衡水武邑工程項(xiàng)目實(shí)例,運(yùn)用revit下的“族”參數(shù)化建模方法,對(duì)各個(gè)構(gòu)件的信息整合,從而形成整個(gè)建筑信息模型。本文的研究,為揭示BIM技術(shù)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與研究方向提供了基礎(chǔ),并通過分析BIM推廣過程中遇到的挑戰(zhàn),為推廣BIM的應(yīng)用提供理論支持。
參考文獻(xiàn):
[1]宋紅飛. BIM技術(shù)在鋼橋制造中應(yīng)用研究方向探討.鐵路技術(shù)創(chuàng)新期刊.武漢.2012
[2]周毅,李曦,陳永祥. 工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑信息模型的主要障礙與對(duì)策. 北京: 建筑經(jīng)濟(jì)期刊, 2012.
[3]田晨曦.建筑信息模型(BIM)技術(shù)擴(kuò)散與應(yīng)用研究.碩士論文,2014
[4]汪彬.建筑信息模型(BIM)在橋梁工程上的應(yīng)用研究. 碩士論文, 2015.