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通过对不同桥型的桥梁以及不同类别的桥梁构件进行三维建模发现:每个软件都存在有各自的特点,同时也存在着各自的不足之处。因此,在进行三维建模工作之前,针对于不同的桥型及桥梁构件来说,软件的选择就显得格外重要,因为这与设计人员的工作效率有着直接的关系。下面则以一个工程实例加以说明。

太洪长江大桥为重庆南川至两江新区高速公路上的关键性控制工程,大桥起点(南岸)位于巴南区双河口镇五台村,终点(北岸)位于渝北区洛碛镇太洪场村。
太洪长江大桥全桥共5联,大桥的结构形式为:4×40.0m(预应力砼T梁)+808.0m(悬索桥)+2×120.0m(T型刚构桥)+4×30.0m(预应力砼T梁)+3×30.0m(预应力砼T梁)。主桥的上部结构为单跨跨径808.0m 的悬索桥,主缆矢跨比为1:10,其主梁采用梁高为3.0m 的钢箱梁,钢箱梁的吊索标准间距为12.0m。主塔采用钢筋混凝土门型塔,横系梁为预应力空心薄壁结构,基础为承台桩基础。主桥南岸锚固系统采用⒆道式锚,北岸采用埋置式重力锚锭。太洪长江大桥南岸引桥为40.0m预应力砼(后张)T梁,先简支后连续,北岸引桥为120.0m+120.0mT型钢构和30.0m预应力混凝土T梁。引桥下部结构桥台采用U型桥台,1、2、3、6、7号桥墩采用空心墩,其余桥墩采用柱式墩,桥台基础采用扩大基础,桥墩基础采用桩基础或置于锚锭上。
太洪长江大桥在其桥梁结构形式上可以分为主桥(悬索桥)和引桥(预应力混凝土T梁和T型刚构桥),主桥在其构件结构形式上又可以分为主塔、主梁和缆索系统。基于太洪长江大桥的结构特点,并结合上一章中对于各种 BIM 设计软件的适用范围及优缺点介绍,在创建太洪长江大桥的 BIM模型之前,首先应综合考虑桥梁的结构形式和桥梁构件的类型,从而选择合适的 BIM设计软件对其进行三维建模,达到减少设计人员工作量、节约成本的目的,且在一定程度上对于模型的精确度也有很大的提升。

对于引桥中的T梁桥来说,由于桥梁专业BIM软件OBM以及CSB拥有大量的桥梁构件库,如桥墩、桥台、T梁、箱梁等构件,从而选用这两个软件能够在很大程度上提高设计人员的工作效率,且模型的创建是在路线及地形的基础上进行的,因此对模型的精确度和准确性也有很大的提升。但对于T型刚构桥来说,由于存在大量的悬臂节段且每个节段的结构尺寸均不相同,因此选用参数化能力较强的Catia软件对其建模,通过对单个悬臂节段的结构尺寸进行参数化设置,并利用软件的自适应批量设计即可快速的创建整个T型刚构桥的三维模型。
对于主桥中的主塔来说,需要将其精确的定位到正确的位置上,包括里程桩号和高程的确定,然后其它的主桥结构模型应在桥塔的基础上进行定位拼装,从而保证整个主桥的位置准确性。由于软件CSB是在路线以及地形数据的基础上进行建模的,因此可以使得创建的模型定位非常准确,而且它为用户提供了一种参数化描述语言——PCL语言,使得设计人员可以根据自己的需要定制自己的参数化构件库,因此可以通过CSB软件中的PCL语言来实现主塔三维模型的创建。主梁由于采用的是钢箱梁的结构形式,在对钢结构进行设计时,其精度要求通常要比混凝土结构高,而一般的BIM设计软件达不到高精度的钢结构设计,所以将Tekla Structures用于钢箱梁的设计是再适合不过的了。对于缆索系统中的锚锭、隧道锚以及索鞍等结构尺寸单一的构件来说,可以直接采用 Bentley平台的Microstation软件对其进行精确建模,并且对于像索夹、吊杆这种存在多种结构尺寸形式的构件,软件的参数化设计功能能够实现模型的批量建模,对设计人员的工作效率具有很大的提升。
本文作者:左明威(重庆交通大学)
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