CN112257157A - 基于bim的缆索系统施工方法、缆索系统及悬索桥 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及一种基于BIM的缆索系统施工方法、缆索系统及悬索桥。基于BIM的缆索系统施工方法，包括以下步骤：S1.利用BIM技术，对缆索系统构件进行设计；S2.基于BIM平台，进行索鞍系统的定位吊装模拟以及猫道系统和索夹的定位施工模拟；S3.生成基于BIM的可视化的数据结果，并将所述数据结果传输至处理器，所述处理器对所述数据结果进行数据分析和预判。本发明提供的基于BIM的缆索系统施工方法缆索系统及悬索桥，对缆索系统的设计、施工和管养方面进行了整体的优化。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其是涉及一种基于BIM的缆索系统施工方法、缆索系统及悬索桥。
背景技术
对于大跨度钢箱梁悬索桥，例如新田长江大桥，复杂的建设条件使得缆索系统等结构的设计、施工和管养等很多方面都面临一定的困难。目前，亟需提升山区大跨径桥梁建设和养护技术水平，智能升级桥梁建设管理工作模式，创新山区大跨悬索桥施工智能建养一体化大数据融合技术，引领我国山区大跨度钢梁悬索桥未来发展方向。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种基于BIM的缆索系统施工方法，以缓解现有技术中存在的对于大跨度钢箱梁悬索桥，缆索系统的设计、施工和管养方面都面临一定困难的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种缆索系统，以缓解现有技术中存在的对于大跨度钢箱梁悬索桥的缆索系统，设计、施工和管养方面都面临一定困难的技术问题。
本发明的第三目的在于提供一种悬索桥，以缓解现有技术中存在的对于大跨度钢箱梁悬索桥，设计、施工和管养方面都面临一定困难的技术问题。
基于上述第一目的，本发明提供了一种基于BIM的缆索系统施工方法，包括以下步骤：
S1.利用BIM技术，对缆索系统构件进行设计；
S2.基于BIM平台，进行索鞍系统的定位吊装模拟以及猫道系统和索夹的定位施工模拟；
S3.生成基于BIM的可视化的数据结果，并将所述数据结果传输至处理器，所述处理器对所述数据结果进行数据分析和预判。
可选地，在步骤S1中，包括：
S11.确定所述缆索系统构件的设计参数，其中，所述缆索系统构件包括索鞍、索夹、主缆及吊索；
S12.输入所述设计参数，自动建立索鞍、索夹、主缆及吊索的结构分析模型；
S13.调用所述结构分析模型完成对索鞍、索夹、主缆及吊索结构的响应分析；
S14.确认索鞍、索夹、主缆及吊索结构满足设计要求后，自动建立缆索系统BIM模型；
S15.对缆索系统BIM模型进行优化，并生成索鞍、索夹、主缆及吊索的施工图纸。
可选地，在步骤S2中，包括：
S21.进行索塔和锚碇的联测，确定所述索鞍的鞍体的位置；
S22.对猫道系统和索夹进行空间定位。
可选地，在步骤S21中，实时监测吊装平台、吊装构件和已安装构件的相对位置，以针对吊装构件的实际位置制定吊装路径，并对危险场景进行预警。
可选地，在步骤S22中，实时监测猫道索的预张拉力、刚度、倾斜、线形、索股变形、扭转等参数，并将监测数据关联至BIM模型，以确定现场与模型之间的偏差。
可选地，在步骤S22之后，还包括对索股位置及锚跨张力进行调整的步骤。
可选地，所述设计参数包括索鞍、索夹、主缆及吊索的结构、尺寸、荷载及边界条件。
可选地，在步骤S15中，对缆索系统BIM模型进行优化，包括碰撞检查、可视化展示和工程量统计。
基于上述第二目的，本发明还提供了一种缆索系统，所述缆索系统采用所述的基于BIM的缆索系统施工方法进行施工。
基于上述第三目的，本发明还提供了一种悬索桥，包括所述的缆索系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要在于：
本发明提供的基于BIM的缆索系统施工方法，包括以下步骤：
S1.利用BIM技术，对缆索系统构件进行设计；
S2.基于BIM平台，进行索鞍系统的定位吊装模拟以及猫道系统和索夹的定位施工模拟；
S3.生成基于BIM的可视化的数据结果，并将所述数据结果传输至处理器，所述处理器对所述数据结果进行数据分析和预判。
本发明提供的基于BIM的缆索系统施工方法，对缆索系统的设计、施工和管养方面进行了整体的优化。首先利用BIM技术，对缆索系统构件进行精确加工，建立工程可视化、直观形象的三维实体模型，能够提高制造精度，减小尺寸误差，提前发现设计中的问题，提高设计质量。然后在施工阶段，利用BIM在正式动工前进行施工方案模拟，减少变更，加强资源调度，提升施工管理效率。在施工过程中进行基于BIM的进度和质量信息化管理，能提高施工效率，保障施工质量。最后，在运维阶段，生成基于BIM的可视化的数据结果，为后期养护提供了便利，便于及时排查原因，制定改进措施。
本发明提供的缆索系统，由于是采用本发明提供的基于BIM的缆索系统施工方法进行施工的，其设计、施工和管养方面得到了整体优化。
本发明提供的悬索桥，由于使用了本发明提供的缆索系统，在设计、施工和管养方面得到了整体优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一提供的基于BIM的缆索系统施工方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1所示，本实施例提供了一种基于BIM的缆索系统施工方法，包括以下步骤：
S1.利用BIM技术，对缆索系统构件进行设计；
S2.基于BIM平台，进行索鞍系统的定位吊装模拟以及猫道系统和索夹的定位施工模拟；
S3.生成基于BIM的可视化的数据结果，并将数据结果传输至处理器，处理器对数据结果进行数据分析和预判。
本实施例提供的基于BIM的缆索系统施工方法，对缆索系统的设计、施工和管养方面进行了整体的优化。首先利用BIM技术，对缆索系统构件进行精确加工，建立工程可视化、直观形象的三维实体模型，能够提高制造精度，减小尺寸误差，提前发现设计中的问题，提高设计质量。然后在施工阶段，利用BIM在正式动工前进行施工方案模拟，减少变更，加强资源调度，提升施工管理效率。在施工过程中进行基于BIM的进度和质量信息化管理，能提高施工效率，保障施工质量。最后，在运维阶段，生成基于BIM的可视化的数据结果，为后期养护提供了便利，便于及时排查原因，制定改进措施。
可选地，在步骤S1中，包括：
S11.确定缆索系统构件的设计参数，其中，缆索系统构件包括索鞍、索夹、主缆及吊索；
S12.输入设计参数，自动建立索鞍、索夹、主缆及吊索的结构分析模型；
S13.调用结构分析模型完成对索鞍、索夹、主缆及吊索结构的响应分析；
S14.确认索鞍、索夹、主缆及吊索结构满足设计要求后，自动建立缆索系统BIM模型；
S15.对缆索系统BIM模型进行优化，并生成索鞍、索夹、主缆及吊索的施工图纸。
可选地，在步骤S11中，设计参数包括索鞍、索夹、主缆及吊索的结构、尺寸、荷载及边界条件。
具体地，在设计加工时，需要提高主缆索股制造精度，降低索股内钢丝的长度误差，减少索股内钢丝的扭绕，控制索股标记点精度。同时，还需要控制索夹相对尺寸，进行索夹的无损检测和高强螺栓的检验，优化高强螺栓多次张拉对其产生的影响。
在步骤S12中，将设计参数输入到缆索系统信息模块中，缆索系统信息模块自动完成索鞍、索夹、主缆及吊索分析模型的搭建。
在步骤S13中，确认索鞍、索夹、主缆及吊索分析模型无误后，调用缆索系统结构分析模块，完成结构响应分析。
需要说明的是，目前在我国针对缆索系统结构分析还未有专有设计规范，一般按照桥规实施。
在步骤S14中，基于优化后的缆索系统结构分析模型，启动缆索系统BIM建模插件，读取上述设计参数，完成缆索系统BIM模型的自动化搭建。
本实施例中，采用的是Autodesk Inventor软件开发形成的自动化建模插件。
可选地，在步骤S15中，对缆索系统BIM模型进行优化，包括碰撞检查、可视化展示和工程量统计。
需要说明的是，如果缆索系统设计需要变更时，只需改动步骤S11中的设计参数，重复步骤S11～S15，直至完成满足设计变更要求的缆索系统BIM模型。
可选地，在步骤S2中，包括：
S21.进行索塔和锚碇的联测，确定索鞍的鞍体的位置；
S22.对猫道系统和索夹进行空间定位。
可选地，在步骤S21中，实时监测吊装平台、吊装构件和已安装构件的相对位置，以针对吊装构件的实际位置制定吊装路径，并对危险场景进行预警。
根据BIM技术可以通过模型计算，确定主缆与索鞍、主缆与索夹的相对位置关系及角度关系，分析数据，确定数据，可在厂内加工过程充分考虑相关数据，提高现场施工工效。
可选地，在步骤S22中，实时监测猫道索的预张拉力、刚度、倾斜、线形、索股变形、扭转等参数，并将监测数据关联至BIM模型，以确定现场与模型之间的偏差。
进一步地，还可以通过悬索桥BIM监测平台，生成基于BIM的可视化的数据结果，通过云端或局域网传送给相关安全管理者PC端及移动端，进行数据分析和预判。当监测值达到设计限定值时，系统预警，提醒现场项目负责人、监理、监督员等，排查原因，制定改进措施。
可选地，在步骤S22之后，还包括对索股位置及锚跨张力进行调整的步骤。
对索股位置及锚跨张力进行快速准确调整，同时还能够为吊索生产提供数据。
在步骤S3中，建立基于BIM的建养一体化管理平台，为后续健康监测、养护维修及资产管理提供高效的数字化智能管理。
本实施例可以应用于新田长江大桥的建设中，全面变革与升级大桥建设、运营养护管理水平，提高设计生产效率、施工质量和运营养护水平，增强桥梁建养信息化水平，促进BIM技术在我国桥梁工程领域的深度应用。
实施例二
本实施例提供了一种缆索系统，缆索系统采用本发明实施例一提供的基于BIM的缆索系统施工方法进行施工。
本实施例提供的缆索系统，由于是采用本发明实施例一提供的基于BIM的缆索系统施工方法进行施工的，其设计、施工和管养方面得到了整体优化。
实施例三
本实施例提供了一种悬索桥，包括本发明实施例二提供的缆索系统。
本发明提供的悬索桥，由于使用了本发明实施例二提供的缆索系统，在设计、施工和管养方面得到了整体优化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.利用BIM技术，对缆索系统构件进行设计；
S2.基于BIM平台，进行索鞍系统的定位吊装模拟以及猫道系统和索夹的定位施工模拟；
S3.生成基于BIM的可视化的数据结果，并将所述数据结果传输至处理器，所述处理器对所述数据结果进行数据分析和预判。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，在步骤S1中，包括：
S11.确定所述缆索系统构件的设计参数，其中，所述缆索系统构件包括索鞍、索夹、主缆及吊索；
S12.输入所述设计参数，自动建立索鞍、索夹、主缆及吊索的结构分析模型；
S13.调用所述结构分析模型完成对索鞍、索夹、主缆及吊索结构的响应分析；
S14.确认索鞍、索夹、主缆及吊索结构满足设计要求后，自动建立缆索系统BIM模型；
S15.对缆索系统BIM模型进行优化，并生成索鞍、索夹、主缆及吊索的施工图纸。
3.根据权利要求1或2所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，在步骤S2中，包括：
S21.进行索塔和锚碇的联测，确定所述索鞍的鞍体的位置；
S22.对猫道系统和索夹进行空间定位。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，在步骤S21中，实时监测吊装平台、吊装构件和已安装构件的相对位置，以针对吊装构件的实际位置制定吊装路径，并对危险场景进行预警。
5.根据权利要求3所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，在步骤S22中，实时监测猫道索的预张拉力、刚度、倾斜、线形、索股变形、扭转等参数，并将监测数据关联至BIM模型，以确定现场与模型之间的偏差。
6.根据权利要求3所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，在步骤S22之后，还包括对索股位置及锚跨张力进行调整的步骤。
7.根据权利要求2所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，所述设计参数包括索鞍、索夹、主缆及吊索的结构、尺寸、荷载及边界条件。
8.根据权利要求2所述的基于BIM的缆索系统施工方法，其特征在于，在步骤S15中，对缆索系统BIM模型进行优化，包括碰撞检查、可视化展示和工程量统计。
9.一种缆索系统，其特征在于，所述缆索系统采用权利要求1至8中任一项所述的基于BIM的缆索系统施工方法进行施工。
10.一种悬索桥，其特征在于，包括权利要求9所述的缆索系统。
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| CN113032865A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-25 | 安徽科技学院 | 一种基于bim技术的桥梁索塔筑造方法 |
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