CN110414136B - 一种基于bim的桥梁快速建模方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于BIM的桥梁快速建模方法，其步骤为：根据桥梁图纸的桩号清单构建桥梁公路路径和桥梁立交路径；针对桥梁公路路径，在BIM模块中调用常用构件及其尺寸参数分别建立构件模型，并生成桥梁构件；再根据相邻桥梁构件之间的连接状态，利用内置优化规则对桥梁构件连接点进行拼接优化，建立桥梁公路模型；针对桥梁立交路径，提取桥梁立交的平面线和立面线，再对平面线和立面线进行分割提取平面坐标点及其对应的高度，构建空间点集合，根据空间点集合构建桥梁立交模型；最后拼接桥梁公路模型和桥梁立交模型建立完整的桥梁模型。本发明将设计规范与桥梁BIM建模紧密结合，实现精细化建模，提高桥梁模型精度，大幅度提高建模效率。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁建筑技术领域，特别是指一种基于BIM的桥梁快速建模方法及系统。
背景技术
随着国家对于基础设施项目的投入加大，越来越多的基础设施项目投入建设。项目进行过程中，桥梁BIM模型的建立必不可少。BIM建模工作目前主要是使用Revit软件进行软件建模，桥梁结构在功能上主要包括公路和立交两部分，对于传统的桥梁公路部分BIM建模方式来说，常常面临的问题是模型绘制速度慢、建模效率较低、模型质量较低；对于传统的桥梁立交部分BIM建模方式来说，桥梁图纸提供立交桥的平面图和立面图，由于Revit软件本身建模规则限制，无法绘制平滑的立交桥模型。
桥梁建模涉及到路径规划与构件建模两大项工作。
对于路径规划来说，一般建模方式主要通过人工手绘的方式绘制路线后，再放置对应桥梁构件，模型准确度较低且工作量很大，不符合建模人员实际工作情况，且软件不提供对于立交桥的空间路径绘制。
对于桥梁构件建模方式来说，传统手工建模方式往往效率低下，且后期模型修改时过程较为繁琐，有些同类型不同尺寸的构件甚至需要重新建模才可以使用，大大增加了BIM建模人员工作量。
在模型建立后，目前几乎所有的快速建模方式都没有对建成的构件连接点进行模型优化，导致使用插件方式建立的模型往往后续还需要人工对各个构件的连接点手动调整优化，效率很低。
发明内容
针对现有的BIM建模对桥梁各部分构件的建模能力的完善度不高，无法绘制平滑的立交桥模型，且未对模型进行优化的技术问题，本发明提出了一种基于BIM的桥梁快速建模方法及系统，在BIM模块中通过调用RevitAPI识别图纸的桩号清单绘制相应的桥梁路径，再分别调用各部分构件对应的族构件类型建立构件模型和桥梁立交模型，然后利用Revit软件对构件模型连接点进行优化，并自动拼接成桥梁公路模型，最后对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，构建桥梁模型，提高模型质量，减少人工修改工作。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于BIM的桥梁快速建模方法，其步骤如下：
步骤一、在BIM模块中调用RevitAPI识别桥梁图纸的桩号清单，并在Revit软件中绘制相应的桥梁路径，桥梁路径包括桥梁公路路径和桥梁立交路径；
步骤二、建立桥梁公路模型：
S21、在BIM模块调用常用构件对应的族构件类型，并根据族构件类型分别建立构件模型，常用构件包括梁、盖梁、支座、墩柱和桩基；
S22、将常用构件及其对应的尺寸参数分别导入BIM模块中，利用构件模型分别对各个构件进行快速建模，生成对应的桥梁构件；
S23、利用BIM模块将桥梁图纸的桩号与桥梁构件相匹配，再根据相邻桥梁构件之间的连接状态，利用内置优化规则对桥梁构件连接点进行优化；
S24、根据桥梁公路路径将桥梁包含的所有桥梁构件拼接起来，建立桥梁公路模型；
步骤三、建立桥梁立交模型：
S31、在Revit软件中根据桥梁立交的模型线和详图线分别建立平面线和立面线；
S32、然后根据函数getPlaneLinePoints分割平面线为等分线段，获取平面线所有点的集合，根据函数getElevationLinePoints分割立面线为等分线段，获取立面线所有点的集合，平面线等分线段和点的数量与立面线等分线段和点的数量相同；
S33、根据平面线的点提取平面坐标点的X、Y值，根据平面线的点的X、Y值解析出立面线所对应的点的Z值；
S34、循环执行步骤S33，直至遍历平面线和立面线的所有点，获取所有点的X、Y、Z值，并复合成空间点，得到空间点的集合；
S35、根据桥梁立交路径和空间点的集合，在Revit软件中绘制空间模型线，也即桥梁立交模型；
步骤四、对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，建立完整的桥梁模型。
所述步骤S22中的常用构件是通过图纸导入BIM模块的，常用构件的尺寸参数是以dwg文件导入BIM模块的。
所述相邻构件之间的连接状态是通过BIM模块内部按照构件的顺序，配置映射进行一一对应。
所述步骤S23中的利用内置优化规则对构件连接点进行优化的方法为：
桩基-墩柱拼接的优化方法为：在BIM模块中构件桩基和墩柱生成后，对比墩柱底部标高与桩基顶部标高，如果出现重合，修改墩柱底部标高，将墩柱底部标高与桩基顶部标高对齐；
盖梁-支座拼接的优化方法为：根据支座模型的形状，在BIM模块中对支座的参数进行修改，重新生成支座，使支座吸附至盖梁上，将支座下表面和盖梁上表面紧密连接；
支座-梁拼接的优化方法为：在BIM模型中生成梁，对比梁中心线和对应支座中线位置，通过读取梁纵向边参数调整梁尺寸长度，将梁吸附至对应支座中线位置处。
一种基于BIM的桥梁快速建模系统，包括桥梁公路建模单元、桥梁立交建模单元和拼接单元，桥梁公路建模单元、桥梁立交建模单元均与拼接单元相连接；桥梁公路建模单元包括构件模型单元和构件拼接优化单元，构件模型单元与构件拼接优化单元相连接，桥梁公路建模单元用于构建桥梁公路模型；桥梁立交建模单元包括空间曲线复合单元，用于构建桥梁立交模型；拼接单元是对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，构建完整的桥梁模型。
本技术方案能产生的有益效果：本发明将设计规范与桥梁BIM建模紧密结合，设计并建立了具有平滑的桥梁立交模型，通过在Revit软件内置设计规范的方式，根据盖梁的尺寸匹配桥梁上下部构件类型，实现精细化建模，提高桥梁模型精度，大幅度提高建模效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种基于BIM的桥梁快速建模方法，具体步骤如下：
步骤一、在BIM模块中调用RevitAPI识别桥梁图纸的桩号清单，并在Revit软件中绘制相应的桥梁路径，桥梁路径包括桥梁公路路径和桥梁立交路径。
RevitAPI通过函数Selection.PickObjects识别桥梁图纸文件，
RevitAPI通过Selection.PickObjects对图纸文件进行识别，然后使用Element.GetGeometryObjectFromReference获取几何信息，该几何信息是GeometryObject类，于是通过GraphicsStyleId就可以获取指定的几何信息字段GraphicsStyle，最后通过GraphicsStyleId的GraphicsStyleCategory属性获得类别Category，Category.Name是路径线节点。
步骤二、建立桥梁公路模型，具体方法为：
S21、在BIM模块调用常用构件对应的族构件类型，并根据族构件类型分别建立构件模型，常用构件包括梁、盖梁、支座、墩柱和桩基；
S22、将常用构件及其对应的尺寸参数分别导入BIM模块中，其中，常用构件是通过图纸导入BIM模块的，常用构件的尺寸参数是以dwg文件导入BIM模块的，利用构件模型分别对常用构件进行快速建模，生成对应的桥梁构件；
S23、利用BIM模块将桥梁图纸的桩号与桥梁构件相匹配（桥梁图纸中利用桩号标注了常用构件，将常用构件与生成的桥梁构件一一对应起来），再根据相邻桥梁构件之间的连接状态通过BIM模块内部按照桩基-墩柱-盖梁-支座-梁的顺序，配置映射进行一一对应，再利用内置优化规则对桥梁构件连接点进行优化，提高模型质量，减少人工修改工作。
所述桩基-墩柱拼接的优化方法为：在BIM模块中构件桩基和墩柱生成后，对比墩柱底部标高与桩基顶部标高，如果出现重合，BIM模型中会比对墩柱底座标高和桩基顶部标高数值大小，判断是否符合步骤S23中的连接关系，若不符合，则修改墩柱底部标高，将调整墩柱底部标高与桩基顶部标高对齐。
所述盖梁-支座拼接的优化方法为：根据支座模型的形状，在BIM模块中对支座的参数进行修改，重新生成支座，使支座吸附至盖梁上，将支座下表面和盖梁上表面紧密连接。当支座模型为正方体时，直接可放置在盖梁内表面上；当盖梁出现横向倾斜时，支座和盖梁之间会出现夹角空隙，通过Family读取支座族，再通过get_Parameter类提取支座族地面四条边a、b、c、d及其对应的支座厚度边H1、H2、H3、H4，对支座进行调整；当支座下表面与对应盖梁上部表面有空隙时，BIM模块通过函数parameter.Set找到对应支座厚度边，修改支座Z轴边参数，拉伸构件与盖梁贴合。
所述支座-梁拼接的优化方法为：在BIM模型中生成梁，对比梁中心线和对应支座中线位置，通过读取梁纵向边参数调整梁尺寸长度，将梁吸附至对应支座中线位置处。
S24、根据桥梁公路路径将桥梁包含的所有构件拼接起来，使用函数Revit.Location读取构件位置，使用函数Family读取族构件名称，对比桥梁图纸中构件位置顺序，连接构件，建立桥梁公路模型。
步骤三、建立桥梁立交模型，具体方法为：
S31、在Revit软件中利用GeometryObject.geoObj提取桥梁图纸中桥梁立交的模型线和详图线，再利用函数ReitDoc.Create.NewModelCurve分别建立使用平面线和立面线。其中，模型线和详图线均为桥梁立交路径的线条。
S32、然后根据函数getPlaneLinePoints分割平面线为等分线段，获取平面线所有点的集合，根据函数getElevationLinePoints分割立面线为等分线段，获取立面线所有点的集合，平面线等分线段和点的数量与立面线等分线段和点的数量相同。
S33、利用函数Revit.Location提取平面线的点X值、Y值和立面线的点的Z值。
S34、循环执行步骤S33，直至遍历平面线和立面线的所有点，获取所有点的X、Y、Z值，根据坐标点的去重叠加的方式将所有点的X值、Y值、Z值平移至空间位置，可得所有点对应的空间位置，将所有点转化空间坐标系中得到空间点，建立空间点的集合。
S35、根据桥梁立交路径和空间点的集合，在Revit软件中利用ObjectType.PointOnElement绘制空间模型线，也即桥梁立交模型。
步骤四、根据桥梁图纸，对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，利用函数Family.name判断桥梁公路模型拼接端的中心线和桥梁立交模型拼接端的中心线是否一致，若一致，直接拼接，否则对桥梁立交模型进行修改后再拼接，建立完整的桥梁模型。
如图2所示，一种基于BIM的桥梁快速建模系统，包括桥梁公路建模单元、桥梁立交建模单元和拼接单元，桥梁公路建模单元、桥梁立交建模单元均与拼接单元相连接；桥梁公路建模单元包括构件模型单元和构件拼接优化单元，构件模型单元与构件拼接优化单元相连接，桥梁公路建模单元用于构建桥梁公路模型；桥梁立交建模单元包括空间曲线复合单元，用于构建桥梁立交模型；拼接单元是对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，构建完整的桥梁模型。
应用本发明进行桥梁建模后，构件模型尺寸、空间位置精细度提升80%以上，桥梁公路和桥梁立交能够平滑拼接，同时节省项目工时60人/天，对于提升建模精度、提升工程交底水平、提升建模效率有重要意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于BIM的桥梁快速建模方法，其特征在于，其步骤如下：
步骤一、在BIM模块中调用RevitAPI识别桥梁图纸的桩号清单，并在Revit软件中绘制相应的桥梁路径，桥梁路径包括桥梁公路路径和桥梁立交路径；
步骤二、建立桥梁公路模型：
S21、在BIM模块调用常用构件对应的族构件类型，并根据族构件类型分别建立构件模型，常用构件包括梁、盖梁、支座、墩柱和桩基；
S22、将常用构件及其对应的尺寸参数分别导入BIM模块中，利用构件模型分别对各个构件进行快速建模，生成对应的桥梁构件；
S23、利用BIM模块将桥梁图纸的桩号与桥梁构件相匹配，再根据相邻桥梁构件之间的连接状态，利用内置优化规则对桥梁构件连接点进行优化；
S24、根据桥梁公路路径将桥梁包含的所有桥梁构件拼接起来，建立桥梁公路模型；
步骤三、建立桥梁立交模型：
S31、在Revit软件中根据桥梁立交的模型线和详图线分别建立平面线和立面线；
S32、然后根据函数getPlaneLinePoints分割平面线为等分线段，获取平面线所有点的集合，根据函数getElevationLinePoints分割立面线为等分线段，获取立面线所有点的集合，平面线等分线段和点的数量与立面线等分线段和点的数量相同；
S33、根据平面线的点提取平面坐标点的X、Y值，根据平面线的点的X、Y值解析出立面线所对应的点的Z值；
S34、循环执行步骤S33，直至遍历平面线和立面线的所有点，获取所有点的X、Y、Z值，并复合成空间点，得到空间点的集合；
S35、根据桥梁立交路径和空间点的集合，在Revit软件中绘制空间模型线，也即桥梁立交模型；
步骤四、对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，建立完整的桥梁模型。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的桥梁快速建模方法，其特征在于，所述步骤S22中的常用构件是通过图纸导入BIM模块的，常用构件的尺寸参数是以dwg文件导入BIM模块的。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的桥梁快速建模方法，其特征在于，所述相邻桥梁构件之间的连接状态是通过BIM模块内部按照构件的顺序，配置映射进行一一对应。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的桥梁快速建模方法，其特征在于，所述步骤S23中的利用内置优化规则对构件连接点进行优化的方法为：
桩基-墩柱拼接的优化方法为：在BIM模块中构件桩基和墩柱生成后，对比墩柱底部标高与桩基顶部标高，如果出现重合，修改墩柱底部标高，将墩柱底部标高与桩基顶部标高对齐；
盖梁-支座拼接的优化方法为：根据支座模型的形状，在BIM模块中对支座的参数进行修改，重新生成支座，使支座吸附至盖梁上，将支座下表面和盖梁上表面紧密连接；
支座-梁拼接的优化方法为：在BIM模型中生成梁，对比梁中心线和对应支座中线位置，通过读取梁纵向边参数调整梁尺寸长度，将梁吸附至对应支座中线位置处。
5.一种实现 如权利要求1-4任一项所述的基于BIM的桥梁快速建模方法的系统，其特征在于，包括桥梁公路建模单元、桥梁立交建模单元和拼接单元，桥梁公路建模单元、桥梁立交建模单元均与拼接单元相连接；桥梁公路建模单元包括构件模型单元和构件拼接优化单元，构件模型单元与构件拼接优化单元相连接，桥梁公路建模单元用于构建桥梁公路模型；桥梁立交建模单元包括空间曲线复合单元，用于构建桥梁立交模型；拼接单元是对桥梁公路模型和桥梁立交模型进行拼接，构建完整的桥梁模型。
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