[發(fā)明專利]基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝選型設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710519338.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107100645B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王超東;雷美玲;石爽;馮珂;史巖峰;魏添焰;鄧濤;曹洋;賴蔭楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交二公局第四工程有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/08
• 分類號(hào): E21D11/08;G06F17/50
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝選型設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：S1：獲取線路平面和縱斷面數(shù)據(jù)，生成盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段中心線三維空間曲線；S2：根據(jù)設(shè)計(jì)圖建立單環(huán)管片三維模型；S3：沿所述盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段中心線三維空間曲線進(jìn)行線路預(yù)拼裝；S4：獲取線路各單環(huán)管片預(yù)拼裝排版圖；步驟S5：按照預(yù)拼裝排版圖進(jìn)行實(shí)體構(gòu)件安裝。本發(fā)明所提出的一種基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝選型設(shè)計(jì)方法，通過創(chuàng)建盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片圓環(huán)BIM模型，實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片布置的三維可視化設(shè)計(jì)，其生成的模型直觀形象，且便于修改，有利于提高盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片的設(shè)計(jì)與拼裝效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下巖土工程盾構(gòu)管片安裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝選型設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市開始修建地鐵工程，盾構(gòu)施工技術(shù)普遍應(yīng)用于地鐵工程中。盾構(gòu)法施工的隧道襯砌主要采用裝配式襯砌，襯砌為預(yù)制的鋼筋混凝土管片，它們構(gòu)成了盾構(gòu)隧道的主體結(jié)構(gòu)并承受四周土體的荷載。

盾構(gòu)隧道是由一系列管片排列而成的，可以看成一組短折線的集合，近似地?cái)M合成實(shí)際線路。傳統(tǒng)的普通管片對(duì)于平面曲線可以通過轉(zhuǎn)彎環(huán)來模擬。目前，常采用通用型楔形管片,通過改變環(huán)與環(huán)的位置來達(dá)到轉(zhuǎn)彎或豎曲線的目的。

對(duì)于傳統(tǒng)的盾構(gòu)隧道曲線段管片設(shè)計(jì)方法，其存在以下缺點(diǎn)和局限:(1)設(shè)計(jì)成果為二維圖紙，無法如三維模型那樣直觀。（2）難以事先考慮每一環(huán)管片的拼裝，容易造成累積誤差過大。（3）難以根據(jù)整條線路曲率來選擇管片楔形量，達(dá)到拼裝出所需曲率的線路。

BIM作為一種新興的建筑模型設(shè)計(jì)方法，其具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等優(yōu)點(diǎn)，基于BIM方法對(duì)盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝設(shè)計(jì)，便于選擇合適的通用型管片以及選擇累積誤差最小的管片拼裝方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝選型設(shè)計(jì)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段管片預(yù)拼裝選型設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟S1：獲取線路平面和縱斷面數(shù)據(jù)，生成盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段中心線三維空間曲線；

步驟S2：根據(jù)設(shè)計(jì)圖建立單環(huán)管片三維模型；

步驟S3：沿所述盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段中心線三維空間曲線進(jìn)行線路預(yù)拼裝；

步驟S4：獲取線路各單環(huán)管片預(yù)拼裝排版圖；

步驟S5：按照預(yù)拼裝排版圖進(jìn)行實(shí)體構(gòu)件安裝。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在所述步驟S1中，通過設(shè)計(jì)圖紙平面圖和縱斷面圖獲取盾構(gòu)隧道中心線三維坐標(biāo)，并通過Revit軟件模塊生成盾構(gòu)隧道曲線區(qū)段中心線三維空間曲線。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在所述步驟S2中，所述單環(huán)管片均為通用型管片，且包括一塊封頂塊、兩塊相鄰塊和復(fù)數(shù)塊標(biāo)準(zhǔn)塊，并按照標(biāo)準(zhǔn)塊—相鄰塊—封頂塊的拼接順序拼接成環(huán)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述單環(huán)管片三維模型為斜空心圓柱體，單環(huán)管片沿軸向的寬度從B-X逐漸變化至B+X，其中，寬度為B-X的位置位于封頂塊中心位置，寬度為B+X的位置位于與封頂塊中心對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)塊位置處。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，在所述步驟S3中，在單環(huán)管片外側(cè)壁沿圓周等角度確定16個(gè)點(diǎn)位，各點(diǎn)位分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一處縱向螺栓孔，則相鄰兩個(gè)縱向螺栓孔之間對(duì)應(yīng)的圓心角為360°/16=22.5°；沿拼裝線路，通過螺栓將前后兩個(gè)單環(huán)管片各點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的螺栓孔連接，以完成前后兩個(gè)單環(huán)管片的對(duì)接。