[發明專利]一種基于BIM技術的橋塔正向設計方法

在審

• 申請號: 202210230510.2
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114741914A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 周旋;劉榕;李頻;孫秀貴;劉勇;喬秋衡;周洋;向建軍;李瑜;李文武;崔劍峰;付平;賀耀北;彭江輝
• 申請（專利權）人: 湖南省交通規劃勘察設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06T17/20
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 包雨函

本發明公開了一種基于BIM技術的橋塔正向設計方法。本發明使用非參數化方法構建橋塔的三維模型，擬合三維模型，得到橋塔三維模型的三維參數，根據三維參數建立BIM模型，根據BIM模型平行建立有限元模型，對有限元模型進行分析，根據分析結果優化有限元模型，根據優化后的有限元模型生成橋塔施工圖，解決了現有橋塔設計中設計速度慢、設計質量差、設計過程繁瑣反復修改等問題。并且在橋塔正向設計中引入BIM技術，為橋塔正向設計提供來一種成熟、可靠、高效的方法，解決了現有技術中BIM技術難以應用到橋塔設計中的技術問題。

技術領域

本發明涉及橋塔輔助設計領域，尤其涉及一種基于BIM技術的橋塔正向設計方法。

背景技術

BIM(Building Information Model)以三維信息技術為基礎，集成了工程項目各種相關信息的工程數據模型，并且其項目模型信息能從工程前期規劃、設計、施工直至后期運營全壽命周期內進行存儲、傳遞和共享。BIM模型的直觀性、協同化、虛擬化以及數據信息的工程全過程流動使得BIM技術逐漸取代傳統的二維建模技術。在國內外的建筑行業，特別是復雜單體建筑中，BIM技術已經有了一定的應用，但在土木基礎設施領域如橋塔、鐵路等，BIM技術的應用還相對比較滯后。

復雜的造型對結構設計往往形成巨大挑戰，尤其在橋塔的景觀概念設計階段，其造型輪廓往往不是簡單的圓弧或者常規的能用參數表達的曲線，而是漸變或者樣條曲線。而且為了追求空間造型的優美，往往又會設計為空間曲面，這種空間曲面由概念設計階段三維制圖軟件掃掠或者粘合而成，難以形成參數化表達。這對BIM技術應用于橋塔工程，尤其是橋塔三維設計造成了不小的障礙和阻力。

因此，亟需本領域工作人員提供一種基于BIM技術的橋塔正向設計方法。

發明內容

本發明提供了一種基于BIM技術的橋塔正向設計方法，用以解決現有技術中BIM技術難以應用到橋塔設計中的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種基于BIM技術的橋塔正向設計方法，包括：

使用非參數化方法構建橋塔的三維模型；

擬合三維模型，得到橋塔的三維模型的三維參數；

根據三維參數建立BIM模型；

根據BIM模型平行建立有限元模型，對有限元模型進行分析，根據分析結果優化有限元模型；

根據優化后的有限元模型生成橋塔施工圖。

優選的，擬合三維模型，得到三維模型的三維參數包括以下步驟：

將三維模型的空間曲面延豎直方向每隔設定距離做剖切，得到多個剖面以及剖面的外圍輪廓的曲線；

采用曲線擬合方法對多個曲線進行擬合，獲得多個曲線的三維參數；

將多個曲線的三維參數拼合得到三維模型的三維參數。

優選的，采用曲線擬合方法對曲線進行擬合，包括以下步驟：

將曲線作為第一曲線，將第一曲線分割成多段第二曲線，使用圓弧擬合第二曲線，得到第二曲線的二維參數，將多段第二曲線的二維參數進行拼接得到第一曲線的二維參數。

優選的，根據BIM模型平行建立有限元模型包括：對有限元模型進行單元劃分，得到離散的有限元模型。

優選的，對有限元模型進行分析，根據分析結果優化有限元模型包括：模擬橋塔施工并對離散的有限元模型進行載荷分析，根據載荷分析的結果對離散的有限元模型的結構進行優化，直至載荷分析的結果滿足設計要求。

本發明具有以下有益效果：