基于BIM的钢管混凝土拱桥可视化施工技术研究
钢管混凝土拱桥具有刚度大、造价低、造型美、后期维护费用低等优势，在我国特别是山区应用广泛。该桥型传统施工中信息化管理程度低，导致施工中存在进度控制不合理、施工交底不彻底、施工协同程度低等不足，成为限制其发展的主要因素。建筑信息模型（Building Iformation Modeling，BIM）的兴起，为钢管混凝土拱桥施工信息化管理的变革提供了新的思路;三维激光扫描技术的出现，使钢管混凝土拱桥施工可视化控制成为可能，BIM与三维激光扫描技术创新联动形成基于BIM的可视化施工技术。桥梁工程界对于BIM技术的应用研究才刚刚起步，本文在我国桥梁工业化及信息化的背景下，以钢管混凝土拱桥为例，研究基于BIM的可视化施工技术。本文主要研究内容及结论如下: ①通过梳理BIM的技术特点和发展现状、传统桥梁施工过程中存在的主要问题，将可视化技术与BIM技术应用到桥梁施工中，提出了基于BIM的可视化施工技术。 ②研究了基于BIM可视化技术实现的理论基础，分析了可视化施工实现的核心技术，从桥梁工程本身的特点出发，结合BIM可视化、协调性、模拟性、优化性、信息输出性的特点，搭建了桥梁施工BIM应用框架。 ③通过对可用于桥梁工程的BIM商用软件平台进行调研，选取Autodesk Revit作为核心建模软件，梳理了核心模型建立流程，建立了某钢管混凝土拱桥构建族，利用Civil3D创建了现场地形，最终形成一比一的实桥BIM模型。然后，将BIM模型导入到Autodesk Navisworks中，利用其TimeLiner、Animator和Scripter模块进行4D施工模拟及施工动画模拟，让施工参与者犹如“身临其境”，改变了施工管理模式，减少了传统施工中存在的问题。 ④通过对三维激光扫描技术的分析，将该项技术应用于桥梁线形采集中，实现了实桥三维模型与BIM模型的紧密衔接，提出了可视化线形的概念。应用点云处理软件Geomagic Control曲面拟合技术实现主拱圈外观重建，并验证了其精度满足要求。在此基础上，将可视化线形应用于主拱圈线形温度影响因素分析中，形成三维色谱图，达到直观展示主拱圈各个位置由于受到温度影响而发生的位移的目的。运用有限元分析软件Midas/Civil分析该桥主拱圈受温度影响时位移变化，提取对应截面数据与上述值进行比较，发现仿真分析结果与三维扫描结果获取的现象一致，即进一步验证了可视化线形应用于钢管混凝土拱桥施工控制的可靠性。
钢管混凝土拱桥;施工控制;建筑信息模型;可视化技术
重庆交通大学
硕士
土木工程；桥梁与隧道工程
周建庭
2018
中文
U448.22;U445.1
109
2018-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）