摘 要：当前工程技术发展日新月异，各学科之间高度融合。传统的测量技术已经不能满足当前的工程建设需要。统一的三维数据模型作为BIM前端模型，可与无人机航拍、DEM模型、谷歌地球等结合在一起，在项目进场初期进行项目经理部、搅拌站、梁场、弃渣场等的场地规划、工区的划分、施工便道的可视化设计等。统一的三维数据模型与DEM模型结合在一起，对路桥隧的设计意图进行整体评估，对进入山体内的桥梁、水渠之外的过水涵洞等不合理之处，及时变更；此外三维数据模型与信息化管理模型结合在一起，可实现项目管理信息的精细化、规范化管理。作者结合具体的工程案例：青岛新机场高速项目南枢纽主线桥，从建模策略、建模实现、建模内容及三维模型的具体应用四部分对公路桥梁三维数据模型做详细的介绍。
关键词：RBCCE；公路桥梁三维数据模型；青岛新机场高速项目
1 南枢纽互通主线桥建模策略及具体实现
主线桥的三维数据模型共包括桥涵平面模型、桥涵立面结构物模型、公路桥梁AutoCAD三维模型。本章从建模策略、具体实现及建模内容三个部分对建模方法作详细的介绍。
1.1建模策略
本文从通用桥墩、“高低台”墩、公路桥台等三个方面介绍主线桥的三维数据模型的建模策略。
1.1.1通用桥墩建模策略
针对通用桥墩，为满足坐标计算与查询，将桥墩基础、墩身、盖梁的平面创建为桥涵平面结构物模型，将盖梁及垫石创建为桥涵立面结构物模型。盖梁的桥涵平面结构物模型与盖梁的桥涵立面结构物模型的坐标计算成果可实现相互校核。
为创建AutoCAD三维模型,采用竖向拉伸的方法创建桥墩的基础、墩身、系梁的三维模型，采用公路综合模型的方法创建盖梁及垫石的三维模型，采用节段线纵向拉伸的方法创建主梁的三维模型。
图1-1 通用桥墩建模策略
1.1.2高低台墩建模策略
主线桥存在多处高低台墩情况，下面以左幅49#墩盖梁为例说明高低台墩的建模情况。左幅49#墩大小里程两侧分别支承32m跨度箱梁和25m跨度箱梁，称这类支承不等跨主梁的过渡桥墩为“高低台墩”。针对这类桥墩的基础、墩身、系梁、盖梁可与通用桥墩一致，创建桥涵平面结构物模型；针对盖梁及垫石，分高、低台两个模块创建盖梁的桥涵立面结构物及其三维模型，两个模块的纵向长度，依据设计资料的桥墩立面图得到“高低台墩”的盖梁两个模块纵向长度分别为1.04m和1.16m。
具体建模流程见下图。
1.1.3公路桥台建模策略
针对桥台,创建基础、台身的桥涵平面结构物模型以实现轮廓点位的坐标计算与查询，应用基于线路约束的竖向拉伸、纵向拉伸、法向拉伸的方法累积创建基础、台身等桥台部位的三维数据模型。
1.1.4主梁建模策略
本桥梁全长3496.53m，上部结构采用支架现浇预应力混凝土箱梁、悬臂浇注预应力混凝土箱梁、预制预应力混凝土小箱梁。
1.2建模实现
RBCCE软件是一款面向路、桥、隧施工三维数据模型建模软件，具有独立的图形流建模环境。下文介绍基于RBCCE软件的桥涵平面结构物模型，桥涵里面结构物模型，AutoCAD三维模型的实现过程。
1.2.1桥涵平面结构物
建立桥涵平面结构物要依据设计资料中给定的结构物尺寸、结构物与线路中线的相对位置关系。
⑴．按照设计资料在RBCCE软件中将图形画出，并标记出基准点位置.
⑵．将其整体选中，组合成一个整体。
⑶．选中对象点击测量计算下桥涵结构物按钮，此时这个平面图形就转化为了一个富有工程概念的桥涵平面结构物。
⑷双击结构物在“坐标计算”一栏中，我们可给予该结构物里程信息。
此时已实现对此结构物任意点位的坐标计算与查询的功能，还可以将其放样到相应线路中线上。
1.2.2桥涵立面结构物
建立桥涵立面结构物要依据设计资料中给定的结构物尺寸、结构物与线路中线的相对位置关系。
⑴．打开RBCCE软件，点击基本图形中图形编辑栏中更多右侧下三角，选择公路盖梁模板
⑵．弹出“参数化盖梁模板”界面，将设计资料中盖梁的对应尺寸，录入点击“确定”。
⑶．得到图形后，要对其进行基点的重新定义，得到公路盖梁模板：
⑷．创建垫石：
①.依照设计资料，在已创建好的盖梁模板上标记好垫石位置。
②.双击盖梁模板，再点击垫石定义一栏，填写垫石平面尺寸，在后点击确定，即完成垫石定义。
得到含有垫石信息的盖梁模板图形。
⑸.创建盖梁立面结构物：双击盖梁模板，弹出盖梁模板编辑栏，再右下角录入盖梁的横坡、盖梁厚度，最后点击创建“立面结构物”，即得到盖梁立面结构物。
⑹.将桥涵立面结构物与线路中线模型、纵断面模型实现关联。
1.3建模内容
基于RBCCE软件实现公路桥梁三维数据模型创建，包括线路中线模型、纵断面模型、桥涵平面结构物模型、桥涵立面结构物模型等。
1.3.1线路中线模型
南枢纽互通立交主线桥位于青岛新机场高速TJ2标段内，二标段涉及到8个交点，标段内线路中线长度为12km。
1.3.2纵断面模型
主线桥段涉及到5个变坡点，应用“纵断面创建”实现对线路纵断面的建模。
1.3.3桥涵平面结构物
基于RBCCE软件创建桥墩基础及系梁的桥涵平面结构物模型、盖梁及垫石的平面结构物模型。
1.3.4桥涵立面结构物
基于RBCCE软件盖梁及垫石的桥涵立面结构物模型、包含垫石的盖梁模板。
1.3.5主梁
基于RBCCE创建主梁截面，采用节段线纵向拉伸方法创建主梁三维模型。
2公路桥梁三维数据模型应用
基于RBCCE创建的公路桥梁三维数据模型，涵盖了桥墩、系梁、盖梁及主梁等各个部位的三维数据模型，应用广泛。本章从平面坐标查询、桥涵平面结构物模拟放样、三维坐标查询、坐标图册整理、AutoCAD三维成果、设计资料复核等5个方面介绍公路桥梁三维数据模型应用。
2.1桥墩基础平面坐标计算与查询
基于桥涵平面结构物对象，可实现轮廓点平面坐标的快速计算与查询，见图2-1。
桥涵平面结构物对象的坐标计算成果可通过与Excel、Word的交互，便于进一步的数据管理。
2.2桥涵平面结构物的计算机模拟放样
将基础、墩身、盖梁及垫石的桥涵平面结构物对象计算机模拟放样，可实现可视化检核，见图2-2。
RBCCE页面内的计算机模拟放样成果可通过与AutoCAD的交互，便于进一步的数据管理。
2.3为规避由于设计资料失误、计算结果失误导致的施工质量问题，可基于三维数据模型实现设计资料的全面复核，已有计算数据的全面复核，复核逻辑见下图。
图2-5公路桥梁检核逻辑
参考文献：
[1]杨腾峰、黄羚、侯永会等．图形驱动式隧道断面分析方法的实现．铁道勘查
[2]杜宁、王莉等．线路中边桩坐标计算的通用数学模型．矿山测量
[3]李德光等．铁路中线空间坐标与里程换算模型的研究．西南交通大学
论文作者:夏连营,米强,吴昊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/14
标签：桥涵论文; 结构论文; 模型论文; 建模论文; 桥墩论文; 平面论文; 坐标论文; 《基层建设》2018年第35期论文;