一种基于骨架驱动的桥梁BIM模型构建方法及系统与流程

allin2026-02-28  25


本发明涉及建筑信息建模和桥梁工程建模,具体涉及一种基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法及系统。


背景技术:

1、传统桥梁的设计和施工主要依赖于二维图纸和手工操作,该方式长久以来发挥着重要作用,但在面对现代复杂的工程需求时,越来越显现出其诸多不足之处。

2、首先,传统的二维图纸设计存在信息传递不畅的问题。设计师和工程师需要依靠平面图纸来理解桥梁的整体结构和各个构件的具体形状、尺寸及位置关系。这种平面化的设计方法,仅可以满足简单桥梁的需求,对于复杂的立交桥或特殊设计的桥梁结构来说,往往显得捉襟见肘。

3、其次,传统的施工方式容易导致装配过程中的误差积累。桥梁的构件通常是在现场组装的,需要高度精确的尺寸和位置控制。然而,由于传统设计的局限性和施工过程中人为操作的不可避免性,往往会出现尺寸不匹配、构件位置偏差等问题,这不仅增加了施工的时间成本,也可能影响桥梁的结构稳定性和使用寿命。

4、此外,传统的施工方法难以有效应对设计变更和调整。在桥梁设计和施工过程中,设计变更是常见的情况,可能因为地形条件、环境因素或功能需求的变化而需要对应调整桥梁的设计或构件配置。然而,基于二维图纸的设计方式往往使得调整变得繁琐,需要重新绘制图纸和重新安排施工流程,增加了工期和成本。


技术实现思路

1、基于上述背景,本发明的目的在于提供一种基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法及系统,以解决传统方法中对应的构建桥梁模型时信息传递不畅、误差积累,以及设计变更时调整繁琐或需要重新绘图等问题。

2、为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、第一方面,本发明提供一种基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,包括,

4、根据行业规范、标准以及工程案例确定桥梁骨架元素并构建骨架元素库;

5、根据桥梁设计规范和要求,为骨架元素挂接桥梁专业属性并进行组合生成桥梁骨架模板;

6、结合实例化项目设计条件,对桥梁骨架模板进行参数调整生成桥梁骨架形体;

7、基于桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位装配,完成桥梁bim模型的构建;

8、修改设计条件,驱动骨架元素、桥梁骨架形体和/或构件装配位置进行对应修改,完成模型修改。

9、进一步的,所述骨架元素包括基准面、基准轴、基准点、坐标系和/或控制曲线。

10、进一步的,所述根据桥梁设计规范和要求,为骨架元素挂接桥梁专业属性并进行组合生成桥梁骨架模板包括,

11、根据桥梁设计规范和要求,为每个骨架元素挂接桥梁专业属性;

12、根据桥梁设计的结构逻辑,确定骨架元素的组合规则,生成桥梁骨架模板,其中组合规则包括骨架元素之间的空间关系和/或连接方式。

13、进一步的,所述结合实例化项目设计条件,对桥梁骨架模板进行参数调整生成桥梁骨架形体包括,

14、获取项目设计条件并对设计条件进行处理和验证;设计条件包括道路中心线、地质条件和/或桥梁基本设计参数;

15、基于设计条件进行梁骨架模板的坐标系换算、基于偏移量的坐标二次计算以及基于中心线实例装配点的局部坐标换算,生成桥梁骨架形体。

16、进一步的,所述获取项目设计条件并对设计条件进行处理和验证包括,

17、将设计条件参数转换为统一的标准格式;

18、检查输入参数的合理性和完整性,包括参数数值是否超预设范围检查以及必填项是否缺失检查;

19、对于检查不符合要求的错误输入参数进行提示和修正指导。

20、进一步的,所述基于设计条件进行梁骨架模板的坐标系换算、基于偏移量的坐标二次计算以及基于中心线实例装配点的局部坐标换算,生成桥梁骨架形体包括,

21、基于矩阵乘法进行坐标系换算,将桥梁骨架模板原定义的初始坐标系转换为设计条件下的坐标系;

22、根据设计条件中的偏移量对坐标进行二次计算,以确定桥梁各个构件的精确位置;

23、根据装配点与中心线的垂直距离和水平距离,将全局坐标系下的装配点转换为相对于中心线的偏移量,并根据局部坐标系的方向,将垂直和水平偏移量转换为局部坐标系下的x、y坐标,从而将偏移量转换为局部坐标系下的坐标。

24、进一步的,所述基于桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位装配,完成桥梁bim模型的构建包括,

25、根据桥梁骨架形体的位置和约束条件,放置桥梁的各个构件;

26、对各构件根据项目设计要求进行进一步精细化建模,包括根据设计要求添加详细的几何信息和/或材料性能数据;

27、对构件之间的连接关系和装配方式进行验证,确保其符合桥梁设计规范和标准。

28、进一步的,所述基于桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位装配,完成桥梁bim模型的构建还包括,

29、所构建的桥梁bim模型上还集成设置有施工信息、时间信息和/或成本信息。

30、进一步的,所述修改设计条件,驱动骨架元素、桥梁骨架形体和/或构件装配位置进行对应修改,完成模型修改包括,

31、根据修改后的设计条件,重新计算并调整基准面、基准轴、基准点、坐标系以及控制曲线的位置和形状;

32、根据修改后设计条件对应的桥梁骨架形体的空间约束关系,重新生成桥梁骨架形体;

33、根据重新生成的桥梁骨架形体,对桥梁上的各个构件进行重新装配和调整。

34、第二方面,本发明提供一种基于骨架驱动的桥梁bim模型构建系统,包括,

35、骨架元素库,用于根据行业规范、标准以及工程案例获取并存储骨架元素;

36、桥梁骨架模板生成模块,用于根据桥梁设计规范和要求,为骨架元素挂接桥梁专业属性并进行组合生成桥梁骨架模板;

37、桥梁骨架形体生成模块,用于获取实例化项目设计条件,对桥梁骨架模板进行参数调整生成桥梁骨架形体;

38、构件装配模块,用于根据桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位,并将对应构件装配于桥梁骨架形体上,完成桥梁建模;

39、调整修改模块,用于获取修改后的设计条件并驱动骨架元素、桥梁骨架形体和/或构件位置进行对应修改,完成模型的调整修改。

40、本发明提供的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法及系统具有的有益效果如下:

41、(1)提高了设计精度:该方法通过引入bim技术和骨架驱动的建模方法,实现了桥梁构件的三维建模和精确控制,避免了传统二维图纸设计中的信息传递误差,减少了手工建模的时间和工作量,显著提高了设计的效率、准确性以及完整性;

42、(2)优化了装配过程:利用骨架驱动的方法,可以对桥梁构件的装配过程进行数字化仿真和优化,提前发现并解决潜在的装配问题,减少施工现场的调整和返工,提高装配效率和质量;

43、(3)减少了施工误差:该方法能够精确控制构件的尺寸和位置,减少了由于人为操作导致的施工误差,确保桥梁构件在装配过程中的高精度和一致性,从而提高桥梁的结构稳定性和使用寿命;

44、(4)方便设计变更和调整:bim技术和骨架驱动的建模方法使得设计变更和调整变得更加灵活和高效,无需重新绘制大量图纸,可以快速响应设计需求的变化,降低设计变更的成本和时间;

45、(5)改善协同工作:bim模型集成了桥梁工程各方面的信息,方便了设计、施工和管理各方的协同工作,提高了信息共享和沟通效率,减少了因信息不对称导致的问题。


技术特征:

1.一种基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,包括,

2.根据权利要求1所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述骨架元素包括基准面、基准轴、基准点、坐标系和/或控制曲线。

3.根据权利要求1所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述根据桥梁设计规范和要求,为骨架元素挂接桥梁专业属性并进行组合生成桥梁骨架模板包括,

4.根据权利要求1所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述结合实例化项目设计条件,对桥梁骨架模板进行参数调整生成桥梁骨架形体包括,

5.根据权利要求4所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述获取项目设计条件并对设计条件进行处理和验证包括,

6.根据权利要求4所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述基于设计条件进行梁骨架模板的坐标系换算、基于偏移量的坐标二次计算以及基于中心线实例装配点的局部坐标换算,生成桥梁骨架形体包括,

7.根据权利要求1所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述基于桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位装配,完成桥梁bim模型的构建包括,

8.根据权利要求1所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述基于桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位装配,完成桥梁bim模型的构建还包括,

9.根据权利要求1所述的基于骨架驱动的桥梁bim模型构建方法,其特征在于,所述修改设计条件,驱动骨架元素、桥梁骨架形体和/或构件装配位置进行对应修改,完成模型修改包括,

10.一种基于骨架驱动的桥梁bim模型构建系统,其特征在于,包括,


技术总结
本发明公开了一种基于骨架驱动的桥梁BIM模型构建方法及系统,所述方法包括,根据行业规范、标准以及工程案例确定桥梁骨架元素并构建骨架元素库;根据桥梁设计规范和要求,为骨架元素挂接桥梁专业属性并进行组合生成桥梁骨架模板;结合实例化项目设计条件,对桥梁骨架模板进行参数调整生成桥梁骨架形体;基于桥梁骨架形体的骨架空间约束关系对构件进行定位装配,完成桥梁BIM模型的构建;修改设计条件,驱动骨架元素、桥梁骨架形体和/或构件装配位置进行对应修改,完成模型修改。本发明利用骨架驱动的方法,可以对桥梁构件的装配过程进行数字化仿真和优化,能够精确控制构件的尺寸和位置,减少由于人为操作导致的施工误差,提高装配效率和质量。

技术研发人员:张业星,王厚霖,曲柄宇,吴敏,王雷,覃天意,赵文祥,杜广林
受保护的技术使用者:中国交通信息科技集团有限公司杭州分公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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