寨子沟大桥位于文水县寨子沟村村口，是山西省祁县至离石高速公路在寨子沟段为跨越道路和沟谷而设置的分离式路基桥梁。桥梁全长156m，左右线均位于Ls=180m(右转)的路线缓和曲线上，起点桩号分别在ZK68+145与K68+152处。桥梁上部结构采用6X25m先简支后连续的装配式部分预应力混凝土多箱单室箱梁，下部结构采用肋板台、柱式台，柱式墩，灌注桩基础。项目按双向四车道高速公路标准建设，设计速度为80km/h，分离式路基宽度12.75m，设计安全等级为一级，环境类别为Ⅱ类，设计荷载采用公路Ⅰ级标准，地震 动峰值加速度0.10g，设计洪水频率1/100。

图1

桥梁构件工程模板库的建设

桥梁结构形式种类众多，在大型桥梁中常用的桥型就有梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等数种；同时桥梁工程往往也承担着景观工程的作用，作为地区标致性建筑对外观要求较高，这就导致了在不同项目中即使是同一类桥梁往往也有很大区别。建立一个包含全部桥梁构件并适用于所有桥梁工程的桥梁零件库是十分困难的。但不同桥型的构件间又具有一定的共性，同一工程项 目中的桥梁构件一般会采用统一的设计原理与变化规则以方便设计与施工工作。因此，可以考虑将桥梁构件参数化来实现桥梁快速建模。

图2

按照构件在项目中重复使用的频率，可将桥梁构件分为标准构件与特殊构件两类。标准构件为各种桥型均包含的通用构件，包括桥梁上部结构中的主梁、桥梁下部结构中的桥墩、桥台以及附属设施中的桥面铺装、护栏等内容。而特殊构件为各类桥型所独有的构件，如拱桥中的拱圈、斜拉桥的索塔与斜拉索以及悬索桥中的缆索和锚碇。在实际工程应用中，需要为桥梁标准构件建立参数化工程模板，并针对具体工程要求建设特殊构件模型以完成桥梁模型的建设。随着应用的逐步深入，标准构件模板会得到不断的优化，而特殊构件的累积也将形成质变。这时，桥梁设计阶段的建模工作将变得快速，简便与精确。

寨子沟大桥上部采用混凝土箱梁，下 部采用圆柱式桥墩结构在标准化建设方面具有很好的代表性。本文以寨子沟大桥BIM建模工作为基础，初步尝试建立该项目桥梁构件工程模板库。建立的标准构件工程模板如图1所示。

图3

快速建模与方案比选

运用建立好的桥梁骨架与构件工程模板，在CATIA中使用实例化命令可以完成桥梁快速建模工作，建立的寨子沟大桥BIM模型如图2所示。

建立概念模型进行方案比选时，比选的内容主要包括桥式方案的确定以及路线方案的比较两方面内容。通过选用不同的标准构件工程模板搭配特殊构件的零件模型进行实例化，可以快速建立多种桥型不同的桥梁概念模型，如图3所示。

图4

对于桥梁线型的选择，则可以在CATIA软件中导入不同路线方案的线型作为骨架，分别建立桥梁概念模型，并在3D MAX软件中将其与通过C3D建立的环境模型相结合，快速生成地形、地面建筑、水域、道路以及桥梁主体结构，评估方案的布局、视野、照明、安全、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况等。生成的桥梁线型比选图如图4所示。

图5

将生成的桥梁模型导入Lumion软件中，可进行简单的漫游操作。在漫游过程中可以了解桥梁工程与周围环境是否协调以及在桥梁上的具体的行车效果，为设计人员分析设计与施工中可能存在的问题提供直观的展示。桥梁漫游效果如图5所示。

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