张洁
中交第一公路勘察设计研究院有限公司 陕西西安 710075
摘要：BIM技术被工程建设业誉为近些年来最大的一次技术革命。本文以莱茵沟1号大桥左线桥为对象，以BIM理论为基础，采用理论分析与实际结合的方法，基于VS2018开发平台一键生成桥梁三维可视化BIM模型、展示模型结果，并利用创建的BIM模型生成了桥梁设计图纸，系统地研究了BIM技术在某连续刚构梁桥结构设计中的应用。
关键词：BIM、桥梁设计、桥梁信息化、协同设计
建筑信息模型（BIM）是信息化技术在建筑业的直接应用，它具有共享的API数据接口、高度数据集成性、数据一致性、数据关联性和施工演示功能等诸多优势，在建筑领域已取得广泛应用，并获得显著成效。
1引言
BIM技术是目前信息技术领域广泛应用的核心技术，基于这两种技术创建的BIM技术是通过计算机技术的工具优势与工程项目参数的有机整合而成的，它实现了项目工程三维仿真数据模型的建立[1~4]。通过BIM技术，设计人员可以向各项目参与方展示三维可视化模型，提供形象直观的虚拟现实体验[5]；施工人员能利用模型的虚拟现实功能，在掌握建筑系统各种参数信息的基础上对施工过程中可能出现的情况提前采取最科学有效的应对措施；后期运营维护人员能在配套创建完成的BIM模型中准确定位事故发生位置等，为项目运营提供更便捷的服务，优化物业管理机制[6]。
采用CAD技术，存在图纸信息繁冗、复杂结构设计协同难度大和设计方案波动影响工期等不利现状；而采用BIM技术，具有模型信息具体、模型具有关联性、模型信息一致和自动算量等优势[7~8]。
本文以莱茵沟1号大桥左线桥为对象，以BIM理论为基础，采用理论分析与实际结合的方法，基于VS2018开发平台，根据Revit2018软件提供的API数据接口，调用JSON桥梁基本数据，利用RevitAPI编写代码而创建的全自动建模程序一键生成三维可视化BIM模型，并展示建模结果。最后基于已建的BIM模型，对桥梁结构设计中BIM技术的应用进行深入研究，探究BIM技术对桥梁工程的影响。
2工程背景
莱茵沟1号大桥左线桥起终点里程为：ZK66+537.30m～ZK67+318.00m，桥梁全长780.70米，跨度布置为120mT型简支梁+350m预应力混凝土连续刚构箱梁+300mT型简支梁，路线方位角247°，其主桥跨布置如图1所示，大桥结构构件材质如表1所示。
图2大桥左线桥跨布置
图3全自动建模程序建模部分具体操作
最后，点击程序界面上的“OK”按钮即可生成图4所示的全桥模型。该全桥模型包括变截面箱梁、主墩各构件、承台、基桩及纵向预应力钢束。其中，变截面箱梁是通过结构框架-梁和支撑族创建，主墩各构件、承台和基桩则是通过结构柱族创建，而纵向预应力钢束是通过公制体量族创建，程序自动把全部构件的族载入到打开的项目文件中生成模型。
图4大桥BIM三维模型
本文的BIM全自动建模程序实现了批量化建族的强大快捷功能，对桥梁工程有十分重要的实际意义。除此之外，Revit软件具有强大的渲染功能，图5展示了莱茵沟1号大桥的渲染效果图。
图5 大桥BIM渲染图
除了图5展示的Revit自身的简易渲染效果图，Revit三维模型还可以导入其他BIM专业渲染软件进行高精度的渲染功能，例如导入3Dmax中利用Vray进行渲染，AutodeskCloud渲染，导入AutodeskNavisworks进行渲染和导入Lumion等软件进行渲染。Revit模型还可以导出到SU内，利用VFS进行渲染，这种渲染得到的效果图质量特别高。
4BIM模型的图纸输出
目前，BIM技术在桥梁结构设计过程中的应用最为成熟和广泛，桥梁结构在设计中需要考虑安全、可靠、适用、耐久、经济和环保等要求，桥梁设计师的工作复杂多样，而BIM技术的五大特性（可视化、参数化、模拟性、优化性及可出图性）可以实现桥梁的快速参数化建模、模型快速修改、二维平面出图以及各专业协同设计。Revit是一款在桥梁结构设计中最为广泛使用的BIM软件，其二次开发处于大力发展应用阶段，利用Revit软件进行桥梁结构设计，有利于工程项BIM出图的主要工作流程包括：制作和加载标题栏、创建视图、标注标记和整理图表。通过设置出图模板，
Revit三维模型可以直接生成二维图纸，用于施工。BIM模型修改后，相应的所有二维图纸也将自动修改，大大减少了返工带来的巨大工程量。
在桥梁工程中，其施工图纸包括梁施工图和柱施工图。其中，梁施工图主要包括模板图和梁配筋图，设置时需进行注释内容与配套族、参数设置和标注梁等操作；柱施工图主要需要进行注释内容与配套族、参数设置、柱编号标注和表现配筋等操作。本文的实例桥梁分为上部梁结构和下部柱结构，图6展示了莱茵沟1号大桥左线桥部分二维图纸。
（a）全桥立面图
（b）0号箱梁断面图
图6 Revit莱茵沟1号大桥部分图纸（单位：mm）
图纸布置大致分为三种方式：一是在设计打印图纸时，将事先准备好的标准图框，在CAD软件模型空间中按照视图需要的比例进行缩放，直至视图的内容可以完全放置到图框当中；二是由于视图表达建筑长度方向较长，通常需要使用加长图框；三是设计师将图框放置在CAD布局空间，然后通过视口的方式进行试图比例缩放，最终确定图纸的比例。目前，国内设计师常用后两种布置图的方式，而国外的设计师经常使用第三种方式。
5结论
针对本文的研究重点，本文以主跨90+170+90米的预应力混凝土连续刚构梁桥为工程实例，基于VS2018开发平台，以VisualC#编程语言为基础，利用Revit2018软件提供的API数据接口，创建BIM全自动建模程序，还对BIM技术在桥梁结构设计中的应用现状进行了实例展示，自动地导出桥梁的施工CAD图纸。
参考文献：
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论文作者:张洁
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第17期
论文发表时间:2019/3/18
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