[發(fā)明專利]基于BIM的橋梁三維模型構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710161104.4
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106934163A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳繼峰;杜戰(zhàn)軍;劉志麗;張軍偉;黃冉;李棟;漲潮洋;劉亞永
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司41110
• 代理人: 郭中民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁工程BIM技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于BIM的橋梁三維模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息化程度越來越高，業(yè)主對工程設(shè)計的要求不僅限于二維的平面設(shè)計圖紙交付，而希望有更直觀和信息量更全面的設(shè)計交付形式，以方便后期采購、施工以及管理養(yǎng)護。傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖紙已經(jīng)不能滿足以上要求特點。在設(shè)計階段有效應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以有效地提高工程設(shè)計的質(zhì)量、效率和水平，最大限度地節(jié)約人力物力和縮短設(shè)計周期，而且能夠?qū)⑷S信息模型向下游傳遞，實現(xiàn)BIM在建造全生命周期的應(yīng)用價值。

目前，實現(xiàn)建立橋梁BIM模型的軟件有Autodesk公司的Revit，Bentley公司的Powercivil以及Dassualt systems公司的CATIA等軟件，但這些軟件主要面向建筑業(yè)或制造業(yè)開發(fā)的，無法適應(yīng)公路交通行業(yè)的需求,在建立橋梁模型的便捷性方面有待于進一步開發(fā)。現(xiàn)有的BIM模型應(yīng)用于橋梁建模存在的問題主要是：

1.不符合公路行業(yè)橋梁設(shè)計的習慣，只能滿足三維建模要求；

2.沒有適合規(guī)范和工程經(jīng)驗的構(gòu)件庫；

3.橋梁結(jié)構(gòu)各組成部分參數(shù)約束復雜，導致建模效率很低；

4.建模沒有基于三維路線信息，定位采用坐標而不是樁號和高程，當路線信息發(fā)生變化時，橋梁結(jié)構(gòu)很難做相應(yīng)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的是提出一種基于BIM的橋梁三維模型構(gòu)建方法。通過優(yōu)化橋梁模型，實現(xiàn)橋梁組件的參數(shù)化、標準化，縮短建模時間，提高設(shè)計效率和質(zhì)量。

本發(fā)明針對橋梁拆分成最小的構(gòu)件，根據(jù)相互關(guān)聯(lián)特征，將橋梁所有部件組裝，形成橋梁BIM模型；上述方法形成的結(jié)構(gòu)關(guān)系靈活，局部改變不會嚴重影響整體，完全滿足設(shè)計需求，適應(yīng)性強。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是：一種基于BIM的橋梁三維模型構(gòu)建方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：對橋梁整體結(jié)構(gòu)分解成橋梁組件，并規(guī)范性的進行分類；

步驟二：對橋梁組件細分為構(gòu)件以及圖元，并進行參數(shù)化，編制幾何構(gòu)造尺寸對應(yīng)的參數(shù)表；

步驟三：對橋梁組件三維模型組裝和定位，確定并定義構(gòu)件控制點和相對空間位置關(guān)系，組裝構(gòu)件成為組件，存儲在組件模板庫中，定義組件控制點；

步驟四：提取項目的三維路線信息，確定路線的樁號和設(shè)計高程；

步驟五：對組件三維模型進行裝配，在路線信息的基礎(chǔ)上，利用定位參數(shù)確定組件模型位置，調(diào)用type方法，使組件之間自動進行參數(shù)化裝配。

本發(fā)明所述橋梁結(jié)構(gòu)體劃分成圖元Element、構(gòu)件Component及組件Assembly三個層次，并通過定義ID關(guān)鍵字對其進行規(guī)范性分類。

本發(fā)明所述參數(shù)化構(gòu)件的主要參數(shù)包括斷面參數(shù)、高度參數(shù)、定位參數(shù)。

本發(fā)明所述橋梁組件分為上部構(gòu)件、下部構(gòu)件和附屬構(gòu)件，其中：上部構(gòu)件的組件模型包括裝配式預(yù)制空心板、裝配式預(yù)制小箱梁、裝配式預(yù)制T梁、現(xiàn)澆箱梁；下部構(gòu)件的組件模型包括耳背墻、蓋梁、擋塊、立柱、承臺、基樁；附屬構(gòu)件的組件模型包括支座、伸縮縫、護欄、橋面鋪裝、排水設(shè)施。

本發(fā)明所述三維建模中，裝配橋梁組件模型的各個組件控制點之間的空間相對關(guān)系調(diào)用為識別橋梁組件避免出現(xiàn)系統(tǒng)錯誤而采用ID表示的定義函數(shù)，將各個組件關(guān)聯(lián)起來。

本發(fā)明所述橋梁組件模板庫利用代碼實現(xiàn)每個ID代表一個類型橋梁組件模型，模板庫中存儲了多個ID。

本發(fā)明所述三維橋梁模型可通過FBX文件格式與VR對接。

本發(fā)明通過把橋梁結(jié)構(gòu)分解成多個獨立的組件，建立參數(shù)化三維組件模型，并搭建組件模型庫。根據(jù)橋位處的地形、地勢等實際情況，通過對三維組件進行修改更新和重復利用，工程師可快速調(diào)用組件庫的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)模型，進行橋梁結(jié)構(gòu)的搭積木式的設(shè)計，完成橋梁的三維模型設(shè)計，極大的減輕建模人員的工作量。工程師可以將工作重心放在方案優(yōu)化和設(shè)計創(chuàng)新等更有價值的方面。該發(fā)明通過裝配式橋梁三維模型的快速創(chuàng)建，顯著地提高設(shè)計工作質(zhì)量和設(shè)計效率。