[發明專利]基于BIM的頂管施工的碰撞分析方法

在審

• 申請號: 202210770561.4
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115130349A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 邴哲偉
• 申請（專利權）人: 中國化學工程第四建設有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 高雁

本申請涉及頂管施工技術領域，公開了一種基于BIM的頂管施工的碰撞分析方法，包括：建立頂管施工范圍內的周邊地下管線的管線三維模型；確定頂管施工范圍內的待施工頂管的最大影響橫斷面；以待施工頂管的施工線路為軌跡，并以待施工頂管的最大影響橫斷面為截面，確定待施工頂管的頂管擾動三維模型；在頂管施工范圍內，確定頂管擾動三維模型和周邊地下管線三維模型的碰撞信息。本申請建立了土體影響范圍模型(即頂管擾動三維模型)，再通過土體影響范圍模型去分析頂管施工影響范圍與周邊地下管線的碰撞關系，能夠精確、快速地定位頂管對周邊地下管線的影響，提高施工效率和對周邊地下管線的保護效果。

技術領域

本申請涉及頂管施工技術領域，特別是涉及一種基于BIM的頂管施工的碰撞分析方法。

背景技術

頂管施工是一種較高使用頻率的非開挖技術，在城市的給排水施工中被普遍采用。由于頂管施工不可避免的會對周圍土體和周邊地下管線產生擾動，如何在施工過程中對周邊地下管線進行有效保護，是頂管施工順利實施的關鍵。

頂管工程實施前，需要根據相關產權單位提供的地下管線情況和現場實際情況，掌握周邊地下管線的性質、埋深及走向，制定出避免頂管施工對周邊地下管線產生損傷的具體方案。傳統的避免頂管施工對周邊地下管線產生損傷的分析方法中，對頂管施工影響周邊地下管線的具體位置和程度難以估計，造成前期工作周期延長，在工程的資源消耗、質量安全、環境保護等方面劣勢愈發明顯。

發明內容

本申請的目的是提供一種基于BIM的頂管施工的碰撞分析方法，解決了對頂管施工中影響周邊地下管線的具體位置和程度分析不精確的技術問題，達到了提高頂管施工中對周邊地下管線的影響的具體位置和程度的分析效率和分析精度的技術效果。

本申請實施例提供一種基于BIM的頂管施工的碰撞分析方法，方法包括：建立頂管施工范圍內的周邊地下管線的管線三維模型；確定頂管施工范圍內的待施工頂管的最大影響橫斷面；以待施工頂管的施工線路為軌跡，并以待施工頂管的最大影響橫斷面為截面，確定待施工頂管的頂管擾動三維模型；在頂管施工范圍內，確定頂管擾動三維模型和周邊地下管線三維模型的碰撞信息。

在一種可能的實現方式中，確定頂管施工范圍內的待施工頂管的最大影響橫斷面，包括：通過有限元分析獲得待施工頂管對土體擾動的應力位移圖；根據預設的土體應力閾值和土體位移量閾值，在應力位移圖中確定頂管對土體擾動的最大影響橫斷面。

在一種可能的實現方式中，通過有限元分析獲得待施工頂管對土體擾動的應力位移圖，包括：確定有限元分析的基礎模型，有限元分析的基礎模型包括用于模擬土體的多個網格和模擬的頂管管節；輸入土體參數和頂管管節參數，施加荷載；通過有限元分析得到待施工頂管對土體擾動的應力位移圖。

在一種可能的實現方式中，土體參數包括土體的壓縮模量、土體的泊松比、土體的粘聚力、土體的內摩擦角、土體的密度。

在一種可能的實現方式中，頂管管節參數包括頂管管節的壓縮模量、頂管管節的泊松比、頂管管節的密度。

在一種可能的實現方式中，根據預設的土體應力閾值和位移量閾值，在應力位移圖中確定頂管對土體擾動的最大影響橫斷面，包括：

如果第一網格的應力值大于所述土體應力閾值，或者所述第一網格的位移量大于所述土體位移量閾值，則所述第一網格屬于所述對土體擾動的最大影響橫斷面；其中，第一網格為用于模擬土體的多個網格中的任意一個。

在一種可能的實現方式中，在頂管施工范圍內，確定頂管擾動三維模型和周邊地下管線三維模型的碰撞信息，包括：將頂管擾動三維模型分割為多個頂管擾動三維模型管節；在頂管施工范圍內，確定多個頂管擾動三維模型管節和周邊地下管線三維模型的碰撞信息。