【摘 要】
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随着桥梁信息化建设和工业化建设的需求,BIM技术的应用与装配式钢-混组合梁桥的建设将会扮演着越来越重要的角色。然而,目前BIM技术在装配式钢-混组合梁桥领域的应用与研究存在较大局限性。本文系统地开展了关于装配式钢-混组合梁桥的族库建立、参数化上下部结构BIM模型建立以及标准化设计方面的研究:1)针对桥梁BIM模型参数设置方法不完善、参数缺乏层次划分的问题,提出了桥梁BIM模型参数设置的标准化方法与
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随着桥梁信息化建设和工业化建设的需求,BIM技术的应用与装配式钢-混组合梁桥的建设将会扮演着越来越重要的角色。然而,目前BIM技术在装配式钢-混组合梁桥领域的应用与研究存在较大局限性。本文系统地开展了关于装配式钢-混组合梁桥的族库建立、参数化上下部结构BIM模型建立以及标准化设计方面的研究:1)针对桥梁BIM模型参数设置方法不完善、参数缺乏层次划分的问题,提出了桥梁BIM模型参数设置的标准化方法与多层次参数的划分原则。2)针对桥梁BIM族库内容匮乏、装配式钢-混组合梁桥BIM族库内容严重不足的问题,建立了装配式钢-混组合梁桥成套族库。3)针对桥梁BIM模型与族构件参数化程度低,鲜有装配式钢-混组合梁桥BIM应用的问题,建立了装配式钢-混组合梁桥参数化上、下部结构的BIM模型。4)针对桥梁BIM建模效率低、时间长的问题,提出了装配式钢-混组合梁桥快捷化BIM建模方法。5)针对桥梁标准化设计研究中常用的参数优化方法的不足,提出了使用多目标、多变量优化算法的装配式钢-混组合梁桥设计参数优化方法,形成了成套标准化设计参数。6)针对装配式钢-混组合梁桥标准化程度低、未形成标准设计图纸的问题,基于BIM技术为装配式钢-混组合梁桥编制标准设计图纸,并对标准化设计成果提出改进,将标准化BIM模型纳入标准化设计成果中。本文研究工作具体如下:（1）介绍了本文的研究背景与研究意义,并详细综述了装配式钢-混组合梁桥标准化设计、桥梁BIM模型建立与桥梁BIM族库开发的国内外研究现状。（2）总结了BIM技术现有的应用功能与实现功能的软件,对当前主流的BIM核心建模软件进行比较。同时基于BIM模型几何表达精度的等级划分原则,确定了本文BIM建模的精度等级。提出了桥梁BIM模型中参数的分类方法,梳理归纳出参数种类,明确了设置各类参数的标准方法,为桥梁参数化BIM建模的提供指导。提出了多层次参数的划分原则,为高程度参数化BIM模型的建立奠定基础。阐述了利用Revit进行二次开发的方法,选择了开发语言与开发环境。（3）基于国内外现行的建筑行业信息分类体系,建立了适用于装配式钢-混组合梁桥的BIM模型单元分类体系。同时为组合钢箱梁桥与组合钢板梁桥建立了全套的高程度参数化的族构件,阐述了各族构件的建模方法与参数设置内容,完善了装配式钢-混组合梁桥的族库内容。依据建立的BIM模型单元分类体系搭建了装配式钢-混组合梁桥系统性族库,实现族构件规范化管理,方便族构件检索与重复应用。（4）将组合钢板桥梁划分为30m、35m、40m三个标准跨径,将组合钢箱梁桥梁划分为35m、40m、50m、60m四个标准跨径,分别建立了四车道与六车道的参数化上部结构BIM模型。建立了装配式钢-混组合梁弯桥参数化BIM模型,满足工程实际需求;建立了装配式钢-混组合梁桥参数化下部结构BIM模型,与上部结构BIM模型形成配套。提出了装配式钢-混组合梁桥快捷化BIM建模方法,并编制了装配式钢-混组合梁桥快速BIM建模程序,实现该方法的界面化。该快捷化BIM建模方法成功地应用到了广州东新高架桥工程实例中,验证了所提方法的有效性。（5）提出了装配式钢-混组合梁桥的参数优化方法,采用多目标、多变量的优化算法进行参数优化,并基于该方法对不同标准跨径、不同车道数的组合钢箱梁桥与组合钢板梁桥进行参数优化,得出了全套的优化设计参数,并进行了有限元验算。基于BIM技术对装配式钢-混组合梁桥进行标准化设计,建立了组合梁桥的标准化BIM模型,利用标准化BIM模型编制了组合梁桥的标准化设计图纸,大大提高二维图纸编制效率;同时将标准化BIM模型纳入标准化设计成果中,形成了装配式钢-混组合梁桥多维度综合标准化设计成果。
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