[發明專利]一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法

在審

• 申請號: 202011281447.2
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112395671A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 徐軍;李顯潮;胡青松;劉坤鵬;王云鵬;何文杰;李艷鋒;王俊杰;吳東東;喬偉;李杰;秦凱強;鄧旭;何訓林;孔德詠;隨中州;葉笛;和國少;黃俊杰;李敏
• 申請（專利權）人: 中交第三公路工程局有限公司;中交公路規劃設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06Q10/06
• 代理公司: 廣東省中源正拓專利代理事務所(普通合伙) 44748
• 代理人: 黨沖

1.一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，大跨度拱橋三維正向設計方法具體步驟如下：

第一步：根據工程可行性研究報告成果和工程設計資料、地質工程設計資料、水文工程設計資料，進行橋梁初步方案設計，建立三維BIM方案模型；

第二步：根據第一步建立的三維BIM方案模型，平行建立有限元計算模型，進行結構分析計算，二者形成互為反饋機制，并對三維BIM方案模型進行優化設計；

第三步，根據優化設計后的三維BIM方案模型，形成施工圖模型，進行施工圖設計；

第四步，根據優化設計后的三維BIM方案模型，形成算量模型，進行工程量的計算；

第五步，根據優化設計后的三維BIM方案模型，形成施工模型，進行施工進度控制可視化模擬；

第六步，根據優化設計后的三維BIM方案模型，形成運維模型，用于后期運維階段的管理與養護。

2.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，所述BIM軟件包括Revit、鴻業Bimspace、Magicad、Navi sworks軟件。

3.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，優化設計后的三維BIM方案模型可用于橋梁整個全壽命周期內的設計階段、施工階段以及后期運維階段。

4.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，三維BIM方案模型的建立包括拱橋拱肋、拱橋主梁系梁、主橋吊桿、主橋中橫梁和端橫梁、主橋縱梁以及主橋橋面板的結構構件初步模型的建立。

5.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，三維BIM方案模型的優化，包括對拱橋拱肋構件、拱橋主梁系梁構件、主橋吊桿構件、主橋中橫梁構件和端橫梁構件、主橋縱梁構件、主橋橋面板構件的優化，從而形成優化后的拱橋結構，具體為：

S1：建立需要優化的構件模型，具體為：

SS11：確定優化構件的工程結構參數與力學特征；

SS12：以構件的力學特征為因變量，以工程結構參數為自變量，建立構件模型；

SS13：依據構件模型，確定構件是否處于最優結構；

S2：建立有限元模型的計算模型，具體為：

SS21：采用試驗設計方法確定樣本點；

SS22：以樣本點對應的工程結構參數進行有限元計算；

SS23：通過有限元計算獲得構件的力學特征數據，通過擬合獲得優化模型；

S3：利用優化模型計算構件的力學特征的上下界，具體為：

SS31：確定結構參數的區間；

SS32：利用優化模型，計算在結構參數的區間內構件的力學特征的上下界；

S4：運用三維BIM方案模型與上下界對有限元模型的質量進行評估。

6.根據權利要求5所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，對有限元模型的質量進行評估還包括根據上下界和實測數據進行評估，當實測數據在上下界內，則有限元模型質量合格；當實測數據超過上下界，則有限元模型質量不合格。

7.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，施工圖模型可直接用于施工圖設計出圖，并且可通過修改施工圖模型實現所有相關圖紙的修改。

8.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，施工模型直接用于施工精度控制、施工進度控制、裝配化預安裝模擬以及可視化管控。

9.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，工程結構參數包括構件強度、構件韌性、構件脆性、構件塑性、構件硬度、構件疲勞強度、構件彈性、構件延展性以及構件剛性。

10.根據權利要求1所述的一種基于BIM的大跨度拱橋三維正向設計方法，其特征在于，通過修改方案模型，實現對施工圖模型、算量模型、施工模型以及運維模型的修改。