市政工程

隧道信息化:基于Revit建模的新思路

  ■□■□■□■□■□◆●△▼●◆●△▼●◆●△▼●▼▼▽●▽●▼▼▽●▽●▼▼▽●▽●△▪️▲□△△▪️▲□△△▪️▲□△△▪️▲□△▪️•★▪️•★▪️•★▪️•★★◇▽▼•★◇▽▼•★◇▽▼•◇▲=○▼=△▲◇▲=○▼=△▲◇▲=○▼=△▲★-●△▪️▲□△▽★-●△▪️▲□△▽★-●△▪️▲□△▽◆◁•◆◁•◆◁•◆◁•□▼◁▼□▼◁▼□▼◁▼★▽…◇★▽…◇★▽…◇★▽…◇☆△◆▲■☆△◆▲■☆△◆▲■☆△◆▲■☆△◆▲■▼▲▼▲▼▲▼▲▼▲△△△口▲=○▼口▲=○▼口▲=○▼口▲=○▼口▲=○▼▲★-●▲★-●▲★-●▲★-●▲★-●●●●◆▼◆▼◆▼◆▼•☆■▲•☆■▲•☆■▲•●•●•●近些年,随着BIM 技术的普及与快速发展,BIM技术在公路隧道建模中的应用已由过去简单的三维漫游展示,向精细化、信息化等本质要求转变。

  由于公路隧道工程的复杂性以及线性特征,BIM技术在该领域的应用仍处于起步阶段,传统建模方式不但无法适应隧道高效、精确的建模需求,而且不能满足项目建设全生命周期的管理需要。技术人员基于BIM核心建模软件Revit,结合四川省仁沐新高速和康新高速各隧道工程项目,以数字化模型的建立为突破口,进行了隧道建设全生命周期中的信息化应用探索。

  目前,基于Revit的数字化建模主要有以下两种思路:一是利用Revit自带参数化插件Dynamo,159彩票平台以设计文件的CAD图纸为基础,人工读取图纸中的有效参数,经过由点连线后生成面,最终通过放样或放样融合形成三维隧道模型。二是将隧道按照其结构划分成基本构件,并将这些构件制作成三维参数化族库。当需要进行隧道建模时,调用参数化族库中的相应构件拼接组合为完整的隧道。

  基于隧道建设全生命周期管理的需要,综合考虑以上两种思路的优缺点,研发团队将隧道构件分为两大部分。其中主洞洞室和人行、车行横通道等断面规律性强的构件,通过对Revit二次开发自动生成;而钢架、盖板、锚杆等精细构件,则通过调用并驱动参数化族实现精确建模。

  公路隧道基础数据库主要包含隧道轴线信息、衬砌断面信息和附属构件尺寸信息。

  公路隧道轴线包括主洞设计轴线和人行、车行横通道轴线,是实现信息化建模的重要参数。该信息可通过纬地路线数据解析获得,并调用Revit相关API拟合成构建隧道BIM模型所需的三维轴线)衬砌断面信息

  公路隧道衬砌断面形式多样、种类繁多,按照功能可分为常规隧道轮廓、加宽隧道轮廓、车行横通道、人行横通道、斜井、明洞等;而按照形式又有直墙式、曲墙平底式和曲墙仰拱式,曲墙仰拱式又可分为有初支仰拱和无初支仰拱的情况,且仰拱与拱墙或初支的连接方式也有所差别。在分析常见公路隧道通用图的基础上,对各种断面进行归纳总结,提出各种断面的确定参数。

  通过对Revit进行二次开发,直接读取基础数据库中的路线数据和衬砌断面数据,依据衬砌起终点桩号划分路线,按照断面的几何关系计算各关键点的坐标连线成面。然后分组分段放样或放样融合成体,并通过相应方法将所有实体转换为Revit族实例。

  对于人车行横洞,由于人车行横洞是和隧道区段连接的,其连接部分需要考虑到衬砌的重合、多余衬砌的删除等问题。具体思路是用参数化方法建立标准断面和人车行横洞的衬砌结构,分别取两断衬砌结构对对方断面实心主体的布尔差集。

  首先建立隧道附属构件参数化族库,通过读取基础数据库附属构件信息,驱动各构件族参数,并通过程序实现各构件的自动放置。

  建筑信息数据库主要包含构件位置信息、构件材料信息、构件编码信息。其中,构件位置信息用于区分不同构件的位置;构件材料信息用于统计不同材料的使用量;构件编码信息分为结构形式码、空间分类码、工程构件码、工程分类码、工程属性码和分部分项工程码,主要用于施工运营过程中的进度显示、质量控制、运营监测等。所有建筑信息数据均在建模过程中利用Revit强大的属性功能,对每个构件进行编码,并与数据库信息绑定。

  隧道信息化模型的建立基于严格的逻辑语言,通过数据库读写参数快速生成模型,建模流程标准化。避免了传统建模方法中的大多数的人为影响因素,大大减少了传统隧道建模方法中的重复劳动,真正实现快速精准建模,大大提高了工作效率。

  隧道信息化模型的建立通过读写数据库数据建立而成,形成的模型与数据库中的数据一一映射。当信息化模型建立以后,便可按照事先定制的模板,通过CAD二次开发自动绘制隧道的剖面设计图并自动标注相关尺寸,从而实现对设计图纸的快速修改,减少图纸修改的工作量。此外,信息化模型还有助于工程量统计及计算工程造价,将BIM技术的应用由翻模拓展至设计和施工阶段,为隧道BIM模型全生命期应用奠定基础。

  建模过程中形成的建筑模型信息库及带编码的构件,可以实现对隧道每个构造物的可查可控。不仅可以对构筑物材质、体积、尺寸等全部参数读写、修改,方便地进行施工模拟,而且可以在对应构件上加载业主需要的信息(如施工进度、操作人员、监控信息、应力应变等),实现隧道工程项目施工运维的信息化变革,真正将BIM技术的应用推广到项目的全生命周期。我院开发的建设管理系统正是基于信息化的公路、桥梁、隧道、涵洞模型结合GIS,实现了对公路工程项目的信息化管理。

  《桥梁 · BIM视界》(季刊)自2017年3月份创刊以来,一直致力于推广宣传BIM技术,为工程师们搭建相互沟通、交流、讨论的平台。该杂志由广东省公路建设有限公司、交通运输部公路科学研究院、中交公路规划设计院有限公司、《桥梁》杂志社共同主办。同时,为加强企业与杂志间的交流与合作,更好地服务企业,本刊技术委员会和编审委员会也诚邀各相关单位加盟本刊理事单位,共同推动我国BIM技术的进步,促进我国公路、桥梁等领域BIM应用的发展。隧道信息化:基于Revit建模的新思路