CN110886186A - 基于bim技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，所述复杂空间曲面为拥有多变曲线的竖曲线和平曲线，所述异形钢箱梁为截面始终呈变化且不固定造型的钢箱梁，异形钢箱梁的制作包括基于三维模型辅助对钢箱梁进行虚拟拆分、零件深化、智能排版和数字化切割下料，异形钢箱梁的安装包括基于三维模型辅助的虚拟预拼装、施工方案深化和现场实际安装与焊接。本发明利用三维可视化手段辅助进行零件深化，保证了零件加工精度，降低了次品率和材料损耗率，而且基于三维技术辅助更便于控制构件表面曲度和整体精度，提高了构件的生产质量和现场安装精度，同时通过虚拟预拼装提高了现场管理效率，降低了安全风险，减少了质量和安全事故。
Description
技术领域
本发明属于桥梁施工技术领域，特别涉及一种基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法。
背景技术
随着城市交通建设的发展，市民对城市桥梁已经不仅仅以满足使用功能为目的，对桥梁的美学要求也越来越高。然而，城市桥梁造型越趋于复杂多变，其施工难度也就越加困难。
空间曲面异性钢箱梁结构体系中竖曲线及平曲线设计复杂，桥面弧度大构造复杂，若采用传统二维方式指导进行钢箱梁制造和安装会产生较大的线形偏差，必然会影响桥梁整体线形无法达到设计要求。同时BIM技术在指导优化施工方案设计、钢箱梁加工制作、安装等方面还有待研究。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够有效保证复杂空间曲面异形钢箱梁制作和安装精度符合设计要求，降低钢箱梁加工次品率和材料浪费，并保证施工安全与工程质量的施工方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：所述复杂空间曲面为拥有多变曲线的竖曲线和平曲线，所述异形钢箱梁为截面始终呈变化且不固定造型的钢箱梁，所述异形钢箱梁的制作包括基于三维模型辅助对钢箱梁进行虚拟拆分、零件深化、智能排版和数字化切割下料，所述异形钢箱梁的安装包括基于三维模型辅助的虚拟预拼装、施工方案深化和现场实际安装与焊接。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其所述异形钢箱梁沿桥梁主桥中心线，在桥梁竖曲线与平曲线同时有一定幅度变化，所述桥梁每一节段的钢箱梁截面呈变化趋势且完全不同，所述钢箱梁表面亦呈不同的弯曲度。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其所述异形钢箱梁的制作与安装的施工步骤具体为：
a)针对空间曲面复杂的钢结构桥梁，根据异形钢箱梁造型复杂程度、零部件加工难易程度选用适用的BIM软件，且选择的软件应与后期施工模拟软件预拼装时的不同软件之间数据接口兼容；
b)利用BIM三维技术对异形钢箱梁的零件进行虚拟拆分，并对零件进行深化，运用软件对桥梁进行整体建模；
c)将施工场布和桥梁模型组合放入施工模拟软件内，利用软件模拟整个钢箱梁拼装施工过程；
d)提取完成深度深化的钢箱梁零件信息，进行零件的数据统计，确定零件规格和数量清单，根据清单利用自动化智能排版技术完成自动排版、检查调整，最终得到下料图，利用原材料进行数字化切割下料，再将按照模型和下料编号依次组合，依次按照正确的焊接顺序完成构件的焊接，并进行检查校正；
e)根据虚拟预拼装进行现场实施性拼装，钢箱梁吊装到位后先进行粗定位，再通过微调设备完成精确定位，最后进行焊接。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其在所述步骤b)中，根据设计资料、加工方式、加工材料的因素对每个节点构件进行深化，确保模型中造型尺寸、线型曲线的正确，及时发现钢箱梁施工中不合理之处并做相应的深化设计，并在软件内调整空间系坐标，确定每段箱梁主要位置的定位点数据方便后期定位测量使用。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其在所述步骤b)中，运用软件建立的模型复杂部位应达到LOD400或LOD500精度。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其在所述步骤b)中，所述异形钢箱梁部分的建模所有零部件均能独立拆分，其建模拆分规则为：整体→部件→构件→零件。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其在所述步骤d)中，采用精密切割、数控自动切割设备进行材料切割，获得符合模型几何尺寸的零件，切割的同时设备对零件生成代码，以便于后期加工人员确认零件对应模型数据和空间位置。
本发明所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其在所述步骤d)中，对切割下来的零件进行校正和预弯曲，视零件安装部位、零件尺寸的实际情况选用冷校正或热校正，严格控制校正时温度和变形应力对零件产生的影响，确保校正后的零件与三维模型规格、弯曲度的数据保持一致。
本发明通过利用三维可视化手段辅助进行零件深化，保证了零件加工精度，降低了次品率和材料损耗率，而且基于三维技术辅助更便于控制构件表面曲度和整体精度，提高了构件的生产质量和现场安装精度，同时通过虚拟预拼装提高了现场管理效率，降低了安全风险，减少了质量和安全事故。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，所述复杂空间曲面为拥有多变曲线的竖曲线和平曲线，所述异形钢箱梁为截面始终呈变化且不固定造型的钢箱梁，具体地，所述异形钢箱梁沿桥梁主桥中心线，在桥梁竖曲线与平曲线同时有较大幅度变化，所述桥梁每一节段的钢箱梁截面呈变化趋势且完全不同，所述钢箱梁表面亦呈不同的弯曲度；所述异形钢箱梁的制作包括基于三维模型辅助对钢箱梁进行虚拟拆分、零件深化、智能排版和数字化切割下料，所述异形钢箱梁的安装包括基于三维模型辅助的虚拟预拼装、施工方案深化和现场实际安装与焊接。本发明通过采用三维模型辅助，能够提高造型复杂多变、空间曲度大的异形钢箱梁制作和安装精度，保证桥梁整体线型和造型符合设计要求，减少因精度不足问题造成的返工浪费，提高现场施工效率。
在本实施例中，所述异形钢箱梁的制作与安装的施工步骤具体为：
a)针对空间曲面复杂的钢结构桥梁，根据异形钢箱梁造型复杂程度、零部件加工难易程度选用适用的BIM软件进行建模，以确保零件加工、钢箱梁制作达到高精度质量标准，且选择的软件应与后期施工模拟软件预拼装时的不同软件之间数据接口兼容。
b)利用BIM三维技术对异形钢箱梁的零件进行虚拟拆分，并对零件进行深化，运用软件对桥梁进行整体建模，建立的模型复杂部位应达到LOD400或LOD500精度；所述异形钢箱梁部分的建模所有零部件均能独立拆分，其建模拆分规则为：整体→部件→构件→零件。
具体地，根据设计资料、加工方式、加工材料等因素对每个节点构件进行深化，确保模型中造型尺寸、线型曲线的正确，及时发现钢箱梁施工中不合理之处并做相应的深化设计，并在软件内调整空间系坐标，确定每段箱梁主要位置的定位点数据方便后期定位测量使用。
c)将施工场布和桥梁模型组合放入施工模拟软件内，利用BIM三维施工模拟技术对桥梁合理划分拼装节段，再利用软件模拟整个钢箱梁拼装施工过程。通过借助更直观形象的三维模拟找，找到施工过程中可能出现的风险点、重难点，并针对其进行调整、优化，从而形成能够指导现场施工的实施性方案，保证后期安装过程的顺利和施工质量，提高实际安装效率和精准度。
d)提取完成深度深化的钢箱梁零件信息，进行零件的数据统计，确定零件规格和数量清单，根据清单利用自动化智能排版技术完成自动排版、检查调整，最终得到下料图，利用原材料进行数字化切割下料，再将按照模型和下料编号依次组合，依次按照正确的焊接顺序完成构件的焊接，并进行检查校正，即完成钢箱梁节段的焊接组装。
具体地，采用精密切割、数控自动切割设备进行材料切割，获得符合模型几何尺寸的零件，切割的同时设备对零件生成代码，以便于后期加工人员确认零件对应模型数据和空间位置。
对切割下来的零件进行校正和预弯曲，视零件安装部位、零件尺寸的实际情况选用冷校正或热校正，严格控制校正时温度和变形应力对零件产生的影响，确保校正后的零件与三维模型规格、弯曲度的数据保持一致。
将零件按照模型和下料编号依次组合，依次按照正确的焊接顺序完成构件焊接。焊接时应采取措施减小钢材焊接变形和保证良好的焊缝外观成型，确保构件焊接质量的稳定性。焊接完成的钢箱梁应完成外形和焊缝的检查，确保构件尺寸规格准确。对焊接后不合格部位进行校正处理和修整打磨。
e)根据虚拟预拼装进行现场实施性拼装，钢箱梁吊装到位后先进行粗定位，再通过微调设备完成精确定位，最后进行焊接。在整个过程中各监测点数据应实时与BIM模型数据进行对比，确保钢箱梁正确安装到位并符合工程精度要求，如有偏差应及时进行调整处理使其满足精度要求。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：所述复杂空间曲面为拥有多变曲线的竖曲线和平曲线，所述异形钢箱梁为截面始终呈变化且不固定造型的钢箱梁，所述异形钢箱梁的制作包括基于三维模型辅助对钢箱梁进行虚拟拆分、零件深化、智能排版和数字化切割下料，所述异形钢箱梁的安装包括基于三维模型辅助的虚拟预拼装、施工方案深化和现场实际安装与焊接。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：所述异形钢箱梁沿桥梁主桥中心线，在桥梁竖曲线与平曲线同时有一定幅度变化，所述桥梁每一节段的钢箱梁截面呈变化趋势且完全不同，所述钢箱梁表面亦呈不同的弯曲度。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：所述异形钢箱梁的制作与安装的施工步骤具体为：
a)针对空间曲面复杂的钢结构桥梁，根据异形钢箱梁造型复杂程度、零部件加工难易程度选用适用的BIM软件，且选择的软件应与后期施工模拟软件预拼装时的不同软件之间数据接口兼容；
b)利用BIM三维技术对异形钢箱梁的零件进行虚拟拆分，并对零件进行深化，运用软件对桥梁进行整体建模；
c)将施工场布和桥梁模型组合放入施工模拟软件内，利用软件模拟整个钢箱梁拼装施工过程；
d)提取完成深度深化的钢箱梁零件信息，进行零件的数据统计，确定零件规格和数量清单，根据清单利用自动化智能排版技术完成自动排版、检查调整，最终得到下料图，利用原材料进行数字化切割下料，再将按照模型和下料编号依次组合，依次按照正确的焊接顺序完成构件的焊接，并进行检查校正；
e)根据虚拟预拼装进行现场实施性拼装，钢箱梁吊装到位后先进行粗定位，再通过微调设备完成精确定位，最后进行焊接。
4.根据权利要求3所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：在所述步骤b)中，根据设计资料、加工方式、加工材料的因素对每个节点构件进行深化，确保模型中造型尺寸、线型曲线的正确，及时发现钢箱梁施工中不合理之处并做相应的深化设计，并在软件内调整空间系坐标，确定每段箱梁主要位置的定位点数据方便后期定位测量使用。
5.根据权利要求3所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：在所述步骤b)中，运用软件建立的模型复杂部位应达到LOD400或LOD500精度。
6.根据权利要求3所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：在所述步骤b)中，所述异形钢箱梁部分的建模所有零部件均能独立拆分，其建模拆分规则为：整体→部件→构件→零件。
7.根据权利要求3所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：在所述步骤d)中，采用精密切割、数控自动切割设备进行材料切割，获得符合模型几何尺寸的零件，切割的同时设备对零件生成代码，以便于后期加工人员确认零件对应模型数据和空间位置。
8.根据权利要求3所述的基于BIM技术的复杂空间曲面异形钢箱梁制作与安装施工方法，其特征在于：在所述步骤d)中，对切割下来的零件进行校正和预弯曲，视零件安装部位、零件尺寸的实际情况选用冷校正或热校正，严格控制校正时温度和变形应力对零件产生的影响，确保校正后的零件与三维模型规格、弯曲度的数据保持一致。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200317 |