CN112685809A - 一种基于bim技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法，涉及建筑信息模型技术领域，所述方法包括如下步骤：(1)通过revit建模；(2)建立管道模型；(3)建立支座族模模型；(4)建立构件模型；(5)导入3dsmax软件；(6)模型烘焙；(7)输出施工工艺模拟动画。本发明使用专业渲染软件3dsmax替代原有BIM软件Navisworks进行施工工艺模拟动画的制作，展示效果明显提升，利用构件编码将数模分离的数据进行整合，提升了模型复用率，且复用范围广，渲染后的模型能扩展出更多的BIM应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑信息模型领域，尤其涉及一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法。
背景技术
目前现有技术为基于BIM技术中常用软件Navisworks进行的施工模拟，主要技术手段为通过BIM建模软件Autodesk Revit进行建模，再将模型导入Navisworks中进行数据处理，Navisworks软件作为Autodesk公司旗下的软件，支持Revit模型直接导入，并可以对模型进行一些简单的渲染及动画制作，或模型漫游等功能。Navisworks软件输出的施工模拟动画，可以辅助项目参与各方决策。对于revit模型，后期可以接入数字化平台等方式进行模型复用(再次利用)，提升项目精细化管理程度。然而现有技术输出的模拟视频展示效果较差，模拟动画在复杂结构空间下无法清晰表达问题关键，并且BIM模型的渲染效果差，间接影响模型复用，工艺工法的细节也无法清晰展示，影响技术交底直观表达。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法，提高模型的渲染效果，优化细节，使技术交底更加直观。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何解决传统BIM软件Navisworks对于展示效果不足导致的表达能力欠缺，渲染效果差，作为技术交底不直观的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法，所述方法包括如下步骤：(1)通过revit建模；(2)建立管道模型；(3)建立支座族模模型；(4)建立构件模型；(5)导入3dsmax软件；(6)模型烘焙；(7)输出施工工艺模拟动画。
进一步地，所述步骤(1)具体过程为：生成多段隧道管环片模型，每一段所述隧道管环片模型由6片管片组成，所述管片通过自适应体拉伸形成所述隧道管环片模型，每片所述管片进行编码。
进一步地，所述隧道管环片模型上还包括手孔、螺栓孔、止水缝以及吊环高精度模型。
进一步地，所述步骤(1)还包括：利用Dynamo插件确定隧道中心线，通过设计图纸中的隧道平面路线图以及纵断面埋深信息，生成隧道中心线，将所述隧道中心线导入建模软件，通过隧道中心线附着的所述管片拼接，完成隧道模型的制作。
进一步地，所述步骤(2)具体过程为：通过所述隧道中心线以及隧道断面图中的管道断面位置，进行所述隧道中心线偏移，得到管道中心线，按照实际施工中使用的管道长度进行管段建模，在焊口处添加黏弹体和玻璃纤维构件；管段模型的材质按照设计规范选用，将建模完成的所述管段模型根据所述管道中心线进行拼接形成管道模型。
进一步地，所述步骤(3)具体过程为：根据设计图纸中的制作详图进行支座族建模，所述支座族分为上支座族和下支座族两部分，所述上支座族和所述下支座族之间间用螺栓连接。
进一步地，所述步骤(4)具体过程为：按照施工详图建立防浮块模型，并置于所述管道模型上；
建立管道运输小车模型和防浮块运输小车模型，将所需构件放置在所述管道运输小车模型和所述防浮块运输小车模型上；
按照设备厂商提供的设备详图建立车头模型；
建立场景中需要用到的其他构件模型，并录入BIM属性。
进一步地，所述步骤(5)具体过程为：将所述隧道模型、所述管道模型和所述构件模型导入3dsmax软件中，并建立场景。
进一步地，所述步骤(6)具体过程为：对3dsmax软件中的模型进行烘焙，在场景中安置相机镜头，按照脚本录制施工工艺模拟动画。
进一步地，所述步骤(7)具体过程为：输出施工工艺模拟动画，用于技术交底及其他用途，烘焙后的模型可以通过构件编码的方式进行整合复用。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：
本发明使用专业渲染软件3dsmax替代原有BIM软件Navisworks进行施工工艺模拟动画的制作，展示效果明显提升，使整个项目基于BIM的应用效果在表达关键问题方面更加高效，降低了沟通成本。本发明输出施工工艺模拟动画，利用3dsmax对模型材质进行烘焙，提升了工艺细节，使其作为技术交底应用时更有说服力以及示范性。本发明的模型不仅仅局限在Autodesk软件系列中，利用构件编码将数模分离的数据进行整合，提升了模型复用率，且复用范围广，渲染后的模型能扩展出更多的BIM应用。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的隧道管环片模型示意图；
图2是现有技术中的Navisworks软件中的展示效果；
图3是本发明的输出施工工艺模拟动画的视频截图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
本发明实施例提供的一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法，包括如下步骤：通过revit建模；建立管道模型；建立支座族模模型；建立构件模型；导入3dsmax软件；模型烘焙；输出施工工艺模拟动画。
通过revit建模，具体过程如下：先生成隧道管环片，每一段隧道环分为6片管片，分别通过自适应体拉伸形成模型，并在上面添加手孔等细节，给每片管片对应的构件编码。利用Dynamo插件确定隧道中心线，通过设计图纸中的隧道平面路线图以及纵断面埋深信息，生成隧道三维中心线数据，将中心线导入建模软件，通过中心线附着管片拼接，完成隧道模型的制作。
建立管道及其他模型，具体过程如下：通过隧道中心线以及隧道断面图中的管道断面位置，进行中心线偏移，得到管道中心线，按照实际施工中使用的管道长度进行管段建模，在焊口处添加黏弹体和玻璃纤维构件，便于后期视频处理。管段材质按照设计规范选用，将建模完成的管段根据中心线就行拼接。根据设计图纸中的制作详图进行支座族建模，支座族分为上下两部分，中间用螺栓连接，方便后期制作动画视频时加工。
建立场景所需构件模型，具体过程如下：按照施工详图建立防浮块模型，并置于管道上；建立管道运输小车模型，防浮块运输小车模型，将所需构件放置在小车上；按照设备厂商提供的设备详图建立车头模型；建立场景中需要用到的其他构件模型，并录入BIM属性。将隧道及管道整体模型，和其他所有构件模型导入3dsmax软件中建立场景。对模型进行烘焙，在场景中安置相机镜头，按照脚本录制施工工艺模拟动画。输出施工工艺模拟动画，用于技术交底及其他用途，烘焙后的模型可以通过构件编码的方式进行整合复用。
本实施例的具体过程如下：
对于复杂结构空间下的施工工艺模拟，首先针对隧道部分进行建模，通过盾构管片构件的建立，在其上生成手孔、螺栓孔、止水缝以及吊环等高精度模型部分，最终生成标准化自适应管片族，完成了BIM模型的高精度还原现场状况的工作。如图1所示为隧道管环片模型示意图，在生成了管片环后，通过Dynamo插件(revit软件的插件，辅助建模使用)，确定隧道中心线，并生成关键位置如曲线和直线首位处的控制点，再将生成的自适应族通过匹配中心线控制点的方法添加到指定位置，最后生成隧道模型。在生成隧道模型后，通过添加内部管道模型和混凝土平台模型，以及风管和风机模型，其中管道建模用到了和隧道建模类似的技术手段，通过管段族以及支架族的建立，一段段拼接成最后的全长管道，最终完成隧道内的场景布置，为后续施工工艺模拟视频的制作打下基础。
如图2所示为在过江管隧道井模型在Navisworks软件中展示的效果，而图3所示为应用本发明的模拟方法的施工工艺模拟动画截图。从图2-3中可以看出，经过3dsMax渲染后，工作井的展示有了明显提升，从而提高了在后期的技术交底、会议汇报以及工法模板的应用上的表达能力，降低了沟通成本。同时，由于专用隧道存在小直径、长距离以及工作空间小的特性，常规方法在细节上无法清晰展示，而通过本发明的施工工艺模拟方法，可以发现诸如构件碰撞、空间设计不合理等各类问题，便于在技术交底及专家会议上以更为直观的手段进行展现。并且，通过确认视频中各类问题发生的场景，更有利于辅助讨论和解决方案的提出。
本发明提供的一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法，其建立的BIM模型，可以根据施工进度同步维护修改，并以线上系统平台的方式对整个项目进行管理，后期管理平台搭建的过程中，通过构件编码(给每一个BIM模型构件一个唯一的编号，方便将BIM数据和BIM模型构件一一对应)的方式将渲染模型与BIM信息重新整合起来，在系统平台内可以实时查询BIM模型的属性信息，达到BIM模型复用的目的。当工程项目完工后，最终的BIM模型即为竣工模型，可以接入生产运行管理平台辅助生产运行管理，也可以接入范围更大的GIS平台进行城市级信息管理。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于BIM技术的隧道中燃气管道施工工艺模拟方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)通过revit建模；(2)建立管道模型；(3)建立支座族模模型；(4)建立构件模型；(5)导入3dsmax软件；(6)模型烘焙；(7)输出施工工艺模拟动画。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体过程为：生成多段隧道管环片模型，每一段所述隧道管环片模型由6片管片组成，所述管片通过自适应体拉伸形成所述隧道管环片模型，每片所述管片进行编码。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述隧道管环片模型上还包括手孔、螺栓孔、止水缝以及吊环高精度模型。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：利用Dynamo插件确定隧道中心线，通过设计图纸中的隧道平面路线图以及纵断面埋深信息，生成隧道中心线，将所述隧道中心线导入建模软件，通过隧道中心线附着的所述管片拼接，完成隧道模型的制作。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体过程为：通过所述隧道中心线以及隧道断面图中的管道断面位置，进行所述隧道中心线偏移，得到管道中心线，按照实际施工中使用的管道长度进行管段建模，在焊口处添加黏弹体和玻璃纤维构件；管段模型的材质按照设计规范选用，将建模完成的所述管段模型根据所述管道中心线进行拼接形成管道模型。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体过程为：根据设计图纸中的制作详图进行支座族建模，所述支座族分为上支座族和下支座族两部分，所述上支座族和所述下支座族之间间用螺栓连接。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体过程为：按照施工详图建立防浮块模型，并置于所述管道模型上；
建立管道运输小车模型和防浮块运输小车模型，将所需构件放置在所述管道运输小车模型和所述防浮块运输小车模型上；
按照设备厂商提供的设备详图建立车头模型；
建立场景中需要用到的其他构件模型，并录入BIM属性。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)具体过程为：将所述隧道模型、所述管道模型和所述构件模型导入3dsmax软件中，并建立场景。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)具体过程为：对3dsmax软件中的模型进行烘焙，在场景中安置相机镜头，按照脚本录制施工工艺模拟动画。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)具体过程为：输出施工工艺模拟动画，用于技术交底及其他用途，烘焙后的模型可以通过构件编码的方式进行整合复用。
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