当前位置： 模型材料 >> 模型材料资源 >> 桥梁施工设计中CAD和BIM的应用比较
起源：铁路本领改观
提要20世纪80年头CAD画图软件推出，筹划人员从手工劳意向筹划机扶助筹划进展，带来筹划行业的第一次本领革新。跟着社会的进展，二维筹划逐步泄漏出一些不够，三维修筑消息模子（BIM）本领正在阒然进展。经过解析目下CAD二维筹划本领在桥梁动工筹划中的近况，依靠新白沙沱长江特大桥的动工筹划，先容BIM筹划本领的特征及对桥梁动工筹划的影响。
桥梁动工筹划重要为桥梁动工中所用的大型片刻构造，包罗基本动工的钻孔平台及围堰、墩身动工的模板及支架、主梁动工的现浇支架或挂篮等，当前筹划进程中都运用CAD（ComputerAidedDesign）本领绘制筹划图纸。跟着社会不休上前马上进展，桥梁构造形骸越来越别致、越来越繁杂，大型片刻构造须要与桥梁构造相般配，筹划人员需在较短的时光内完结大范围繁杂片刻构造的高原料筹划，同时还面对着桥梁详细动工时的前提与筹划时的有所不同，片刻构造须要实行屡屡更正，严峻限制着桥梁动工筹划的进展。BIM（BuildingInformationModle，三维修筑消息模子）本领的浮现，将也许收拾当前动工筹划中所面对的一些挑战及困苦，为筹划人员所承受及认同。
CAD与BIM的筹划本领1.1CAD筹划本领的近况
现行CAD本领包罗二维筹划和三维筹划本领，个中三维本领中三维建模不成逆，在筹划进程中不过起扶助效用，罕用的仍然二维筹划本领，重要经过三视图（立面图、平面图及侧面图）、剖面图形色一个三维构造体。CAD本领在详细筹划进程中所碰到的困苦有：
（1）图纸消息表述繁冗。二维筹划办法是把三维的构造体用分割的线条和文字按筹划在平面抒发出来，详细表述某个构件时，为了更好的形色其空间地位，须要把与之相干连的构件提醒出来，并配文字加以阐述。
（2）筹划进程中协同困苦。大型繁杂的片刻构造不断是由多个筹划人员共通去完结，若某个筹划人员在详细筹划进程中，倘若发觉部分生气足请求，须要改动构造大势，就须要与其余筹划人员实行疏导，其余筹划人员的图纸良多须要从新绘制，产生办事量加大。倘若疏导不实时或不透辟，就会浮现反屡次复的更正，易使筹划人员之间产生必要的抵牾，从而影响筹划集体进度。
（3）筹划原料难以节制，影响动工。CAD二维筹划中，对统一个构造构件，须要应用多个视图本领抒发，统一个构件须要绘制屡屡，效率低下。一旦计划产生改动，很多地点都须要从新绘制，加之时光紧急，轻易产生有些地点更正不到，动工现场按图纸加工制作，发觉筹划与实践不符，致使工期耽误，增添动工成本。
1.2BIM筹划本领的特征
当前，BIM在西欧发财国度正在仓卒推行应用，良多国度都发表了响应的BIM实行准则。国内BIM的运用重要在修筑范畴，并已得到必要后果。
BIM所以三维数字本领为基本，集成了修筑工程项目百般相干消息的工程数据模子，BIM是对工程项目设备实体与成效特征的数字化抒发。BIM具备简单工程数据源，可收拾散布式、异构进程数据之间的一致性和全部同享题目。时时具备如下特征：
（1）模子消息的完备性：对工程构造实行3D多少消息和逻辑关连的形色，包罗构件称号、构造表率、修筑材料，构件之间的工程逻辑关连等。
（2）模子消息的关连性：消息模子中的目标是可判断且互相关连的，系统也许对模子的消息实行统计和解析，并生成响应的图表。倘若模子中的某个构件产生改动，与之相干连的一共构件城市随之革新，以保证模子的逻辑关连。
（3）模子消息的一致性：修筑构造的统一消息无需反复输入，且消息模子也许主动演变，在3D消息模子中实行更正，二维工程图中也随之更正，只要对工程图中的唯一的标示实行更正，防止了工程图先后消息不一致的过错。
1.3BIM运用于桥梁动工筹划的代价
BIM的浮现，使桥梁动工筹划从保守的二维筹划变化成三维筹划。应用基于BIM的软件系统，先实行构造的三维筹划，尔后经过生成二维的工程图，再将工程图委托动工现场。在筹划进程中也许随时直觉地看到构造的三维模子，这个三维模子不同于CAD中的三维模子，它包罗构造构件称号、生成办法、与其余构件的逻辑关连等消息。
BIM使筹划进程中协同更轻松。BIM将全部筹划调动到一个同享的三维消息模子，各个筹划人员经过这个同享的三维模子实行分项筹划，同时也许经过这个三维模子观察到其余筹划人员的动态，随时发觉相争持的地点，并实时调动自身的筹划。更正后的筹划也许立即地反应到其余筹划人员，将正本筹划人员的口头疏导变化为软件系统判断，极地面抬高了筹划效率，保证了消息转达的完备和确切性。
BIM使得筹划更正更便利。倘若构造体制没有产生准则性的改动，仅为三维模子的部分筹划更正，则更正后的后果会在各个工程图中主动调解革新，并对工程图中的标示实行部分调动更正，更正出图效率大大抬高。
CAD与BIM的工程运用较量2.1工程详情
新白沙沱长江特大桥是渝黔铁路的关键节制性工程，全长5.32km，主桥安顿为（81++++81）m，是天下上首坐双层六线双塔双索面钢桁梁铁路斜拉桥。表层四线客车线，基层两线货车线，同时也是天下上延米载荷最大的桥梁，活载达33.6t/延米，恒载达99t/延米。
主塔为2#、3#主塔，采纳H形桥塔，2#塔高.45m（含塔座），3#塔高.45m（含塔座），2#塔与3#塔不才横梁以上高度外表面彻底一致，下横梁重心线以上桥塔主体高度为.75m，上塔柱高64.75m，中塔柱高81.20m。2#塔下塔柱高度为23.7m，3#塔下塔柱高度为40.7m。下横梁为预应力混凝土构造，采纳双室空腹矩形构造，高7.0m，宽10.0m，顶、底板厚0.8m，腹板厚0.7～1.0m，支座处设有横隔板，横隔板厚2.0m。上横梁为预应力混凝土构造，采纳单室空腹矩形构造，高7.0m，宽7.5m，顶、底板厚0.7m，腹板厚1.0m。
2.23#主墩动工办法
3#基本位于水中，墩位处部份河床已侵占承台范围内，因而在基本动工前需实行河床的水下爆破清算。为马上产生钻孔本领，保证长江汛期驾临今后钻孔的平安性，同时斟酌到主墩间隔川黔线白沙沱桥间隔较近，故采纳先平台后围堰的计划。下塔柱采纳翻模动工，中、上塔柱采纳液压爬模动工。下横梁采纳钢管柱支架法动工，混凝土分两次浇注，第一次浇筑总高度为4.0m的底板及腹板，第二次浇筑高度3.0m，下横梁和统一高度范围内的塔柱同时浇注。上横梁待与横梁订交段塔柱爬模动工通事后，再搭设支架动工上横梁，支架采纳在塔柱上装备预埋牛腿和预埋件搭设现浇支架。
2.33#主墩下横梁动工筹划较量
如下拟对3#主墩下横梁支架筹划别离采纳CAD筹划本领及BIM筹划本领实行的筹划实质实行较量。
2.3.1CAD筹划办法
谋划办事：绘制主塔构造重要为下横梁及下塔柱的三视图，此构造二维电子图纸可从桥梁筹划单元赢得。
支架系统的安顿：下横梁底模安顿，可采纳集体钢模和木模，此时仅需断定模板高度；模板底部份配梁安顿，此时也仅需预留必要的高度（罕用的工字钢高度）；钢桁梁的安顿，主如果按照下横梁断面安顿此间距，桁架的构造大势需经过筹划断定；钢管立柱系统的安顿，与钢桁梁之间需预留必要的高度装备后期支架卸落的装配，钢管之间的间距须要与钢桁梁共通筹划斟酌，保证两者受力餍足请求，同时构造大势轻松正当。
3#主墩下横梁现浇支架整体安顿见图1。
图1新白沙沱长江特大桥3#主墩CAD筹划
下横梁支架安顿出来后，便可与动工现场相易疏导，断定构造所用钢材的大势，便可实行详细筹划。按照筹划后果可分几大块实行自力筹划，重要包罗承台上装备的预埋件、钢管立柱系统、卸落构造装配、钢桁梁、模板系统、边支点等。各部份筹划完结后，在总安顿图大将各构造实行从新组拼，进一步搜检断定各部份之间的关连，发觉题目各部份从新更正筹划，反复上述进程直至构造美满，着末打印出图，筹划职责完结。
2.3.2BIM筹划办法（从上而下筹划）
谋划办事：按照主塔构造图纸绘制三维BIM模子，由于当前国内桥梁筹划单元无可直接用于筹划的三维BIM模子，此办事量较大。
支架系统的安顿：底模系统的安顿，此时仅需安顿模板的重心线也许定位线，同时界说模板系统与下横梁底面的逻辑关连；模板底部份配梁的安顿，仅需安顿分派梁的重心线，同时界说分派梁与模板底面、分派梁之间的逻辑关连；钢桁梁的安顿，需安顿钢桁梁的骨架线，界说其与上头分派梁的逻辑关连，由于分派梁数目较多，界说逻辑关连时须要必要的本领，同时界说多片钢桁梁间的逻辑关连；钢管立柱系统的安顿，从上而下界说出各节段钢管的轴线，并界说各钢管与钢桁梁及承台预埋件间的逻辑关连。上述进程中须要对每根杆件实行定名且称号不能反复。
详细筹划：构造安顿完结后，将模子消息实行同享，该工程动工筹划项目其余成员按照此数据消息实行各分部的详细筹划，筹划进程中可适时的保管数据消息，其余成员可立即赢得最新更正消息，再对自身所负责的分部实行调动。三维BIM模子筹划完结后，再对各部件及零件兴工程图。筹划职责完结以前反复更正筹划的进程较量少也许不会浮现。
2.3.3BIM筹划办法（从下而上筹划）
按照主塔构造图纸绘制三维BIM模子，按照往常好似构造将支架拆分为多个零件，并绘制成多个零件图，同时对零件实行定名，再对绘制好的零件实行逐个安装，安装的进程中逐个界说各零件间的逻辑关连，同时调动各零件的界说参数的详细数值，使之餍足整体筹划，BIM三维模子筹划完结后，再对各部件及零件兴工程图。
2.3.4CAD与BIM在更正筹划工程中的较量
假定已别离采纳CAD本领及BIM本领筹划将下横梁支架筹划完结。如下横梁支架中的钢管立柱系统须要实行更正筹划（见图2），别离采纳CAD二维和基于BIM的三维软件实行筹划更正较量。
图2下横梁支架中钢管立柱立面（更正前）
由于某种缘故钢管立柱下部立柱间距减小3m，外观一排钢管由竖直变成歪斜，钢管立柱系统细部构造产生改动的有：立柱A2构造（含底部连合法兰）、立柱C2构造（含底部连合法兰）、连合系A1构造、连合系A2构造等（见图3）。
图3下横梁支架中钢管立柱立面（更正后）
采纳CAD二维筹划时，先在总安顿图实行更正，再到各个详细构造详图中更正，触及到更正地点较多，不断会浮现有些地点曾经更正，某些部分由于人为忽视而未更正，产生图纸先后差错应的环境，这就请求筹划人员和图纸考核人员特殊用心用心的核查。
采纳基于BIM的三维软件筹划时，先在三维模子中实行更正，由于构件称号是逐个双应的，须要对杆件从新定名编号，在对细部构造连合法兰责罚也较困苦，由于构造改动产生新的构造工程图中须要重回生成。在三维模子更正时，特殊是在细部构造责罚时所耗时光精神较多，在材料统计方面，模子固然也许自行临盆，但与保守表述尚有必要的不同，还需进一步更正，同时还须要对新增的构造零件实行兴工程图。
然而倘若筹划计划更正方位相悖，即外侧钢管由歪斜变成竖立，采纳基于BIM的三维软件筹划将会特殊便利马上。
BIM运用于桥梁动工筹划的归纳及瞻望经过与CAD筹划本领的较量，在现阶段BIM筹划本领还没法彻底庖代CAD筹划本领。BIM是一个崭新的观念，触及到一系列的改观和改观，国内尚无与之配套的软件，海外合流的软件与国内实践工程不是很配套，由此产生的办事效率远远不及CAD二维筹划，筹划人员应用的热心不高。BIM的三维模子消息多，首次筹划建模时所耗时光精神较多，且不能马上出后果。应付一些特殊繁杂的动工构造，采纳BIM实行筹划，须要责罚大批的逻辑关连，关于筹划员在短时光内没法在筹划进程中一次理清，同时由于现今工程装备的工期特殊紧急，筹划人员假若应用BIM软件将没法依时完结筹划职责。
竖立三维模子须要的电脑硬件装备很高，当前筹划人员所用电脑硬件的革新远远跟不上基于BIM三维软件的革新速度，直接产生画图速度消沉，同时轻易给筹划人员产生心绪性的抵牾。
但跟着BIM在其余行业不休运用，有用代价会不休地呈现出来，同时国内基于BIM的三维软件也会不休出现，BIM终将会被桥梁动工界所承受及认同，加之国内工程装备的速度将逐步放缓，从马上动工变化成邃密化动工，BIM筹划本领的运用更是燃眉之急。桥梁动工筹划人员应当走在工程装备行业的前头，要勇于承受新东西，勇于运用新本领行，勇于承受新本领的挑战。
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投稿：bianji
9to.