基于BIM技术的深水桥梁钢围堰优化设计研究.pdf

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1、城市建筑┃道路桥梁┃URBANISMANDARCHITECTURE┃ROADANDBRIDGE基于BIM技术的深水桥梁钢围堰优化设计研究112■王英刘凤兰刘智敏[摘要]采用BIM技术对汉十铁路浪河特大桥双壁钢围堰行性进行有限元的计算分析，确保安全性，最终获满足设计及规范要求。进行了施工过程和单元的优化设计，包括应用BIM技术，得优化的结果。2.钢套箱围堰的优化设计分析对单元分割的高效，易于加工、运输、安装和整个过程进1.建立钢围堰进行BIM模型并通过施工模拟针对施工工况分析结果，分析结构受力特点，行可视化模拟。结合

2、有限元计算，对分割和整体的安全性进行单元优化设计提出合理的优化设计建议。利用MIDAS/Civil软件和经济性的优化设计进行了研究。结果表明，基于BIM技基于桥梁桥墩、基础等的相关设计，对施工钢建立钢套箱围堰——封底混凝土协同作用整体模型术，桥梁钢围堰的优化设计具有直观动态，可视性强，可围堰进行设计，建立BIM模型。基于BIM模型，对进行有限元分析，壁板及隔舱板采用板单元模拟（壁提升设计质量、降低施工成本和提高效率的作用。钢围堰的桥墩施工进行了施工模拟，以动画形式对板考虑角钢加劲刚度贡献），环板采用梁单元模拟，施工

3、过程进行直观展示，讨论、交流和施工方案比角钢桁架采用桁架单元模拟，封底混凝土和壁仓混[关键词]BIM技术钢围堰设计施工分析有限元分析优选。根据施工阶段的模拟结果反复对钢围堰单元的凝土均采用实体单元模拟。围堰侧板主要承受水压化设计分割大小，截面尺寸厚度，安装吊装的顺序，支承力荷载，封底混凝土主要承受自重和水浮力作用。的布置位置和连接方式等进行模拟，实现安装方案围堰底部施加位移约束，内外壁施加水压力荷载。近年来BIM技术在土木工程行业的应用以及带和顺序的优化设计。模型如图2所示。模型总高度21.3m，顶标高来的价值得到

4、了行业人士的广泛认可。BIM技术可164.0m，底标高142.7m。通过施工过程的受力分以应用于整个工程的生命周期，涵盖了项目设计、析模拟，可以得出钢围堰各构件的位移与应力分布。施工、运维和拆除等工程的全生命周期过程。在钢通过对钢围堰刚度、强度、稳定性的计算，进一步围堰的设计中，采用BIM技术对设计进行优化，运实现对用钢量的优化。计算模型和部分结果如图2用BIM技术的可视化、模拟性等特点，在钢围堰设所示。计阶段进行优化，可以获得很好的优化结果。本文以汉十铁路浪河特大桥钢围堰作为研究对象，研究BIM技术在设计阶段、施

5、工阶段的可行性、应用价图1钢围堰BIM模型和施工模拟值以及优化设计中发挥的作用。2.设置出图模板，创建二维施工图一、项目概况根据BIM三维实体模型，在模拟整个施工安装汉十铁路浪河特大桥位于十堰市丹江口市丁家过程，确认无误以后，基于BIM模型，设置出图模图2钢围堰的有限元分析模型和结果营镇二道河村内，主要跨越浪河与汉十高速公路大版，可以方便地创建各个方向的二维施工图，以及四、结语桥。浪河属于丹江口水库库区，受丹江口水库蓄水单元的拼装图，构件的加工生产图。BIM的数据唯基于BIM技术，双壁钢围堰的优化设计研究，影响，浪

6、河常年水位保持在150～160m左右，桥20#一性特点，可以确保方案变化时，调整好模型，即表明BIM技术的应用有如下优势：提升项目优化设墩基础采用钻孔桩+承台结构形式，钻孔桩采用9根可更新图纸。确保图纸与模型的一致性，并且精确计质量；可视化设计交底，方便可视化讨论评估，φ2.0m灌注桩，采用φ2.3m钢护筒施工。承台为统计用钢量。根据BIM数据统计的用钢量，进行经对施工方案进行优化；实现参数化的优化设计和具矩形，承台结构尺寸为14.6m×12.2m×4m，承台济比较，分析优化设计的方向与空间，最终方案采有关联性的二

7、维图纸自动更新；构建了常用构件的底标高+147.207m，承台顶标高+151.207m。承台与用中间段全部为标准拼装单元，角部采用同一种单组库，便于优化设计截面选取；与结构优化相对应桩基础均采用C40混凝土，钢筋采用HPB300和元，尽量多的采用同一种单元类型，加工效率大大的成本优化控制直观明了；结构优化设计的精细化HRB400。承台位于水中，采用双壁钢套箱围堰进行提高。支承布置通过比选和优化，确定最优布置位管理贯穿工程项目的全生命周期。防护。围堰在工厂进行加工，分五节制造，分块运置，并且采用法兰高强度螺栓连接，方

8、便拼装和拆参考文献输至桥位处现场拼装。围堰全高为22.5m，长17.8m，卸。[1]刘智敏，王英，孙静，贾英杰BIM技术在桥梁工宽15.4m，壁厚1.5m，围堰侧板顶高程为+164.007m，三、有限元计算分析钢围堰受力分析，进行优化构程设计阶段的应用研究[J].北京交大学报，围堰侧板底高程+141.507m。件尺寸和结构构件的布置2015(6).二、BIM