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浅析BIMCAD插件在线性工程建模中的应用

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：李启航

[导读] 摘要：近些年来，随着信息时代的高速发展，BIM（建筑信息模型）技术已渗透到工程各个行业中，在建筑行业中的应用也越来越成熟，各种基于Autodesk Revit的软件和插件应运而生，但在高速公路等一些线性工程中起步较晚，建模速度和精度具有一定的局限性。

        中国一冶集团有限公司交通公司湖北武汉 430081
        摘要：近些年来，随着信息时代的高速发展，BIM（建筑信息模型）技术已渗透到工程各个行业中，在建筑行业中的应用也越来越成熟，各种基于Autodesk Revit的软件和插件应运而生，但在高速公路等一些线性工程中起步较晚，建模速度和精度具有一定的局限性。本文通过对BIMCAD插件的使用介绍，以武汉至大悟高速公路武汉河口段项目青峰互通上跨新十公路高架桥为例，简单描述BIMCAD插件在线性工程中的应用。
        关键词：BIM；线性工程建模；插件；BIMCAD
        国内现在以revit为基准软件的各类插件有很多，房建领域的主要有鸿业BIM系列（侧重设计、翻模）、橄榄山系列（侧重设计、施工、翻模、算量）、红瓦BIM全系列（侧重施工）和品茗系列（侧重翻模、施工、算量）、鲁班BIM（侧重算量、机电）以及广联达BIM（侧重施工、机电），每一种软件都有各自的侧重点，但是无法同时集成应用在同一个项目中，协同性不强，同时，线性工程中建模插件应用较多的为revit+dynamo。dynamo是一种基于revit开源性的可视化编程软件，需要一定的计算机语言基础，对于工程界的初学者来说具有一定难度。
        1 BIMCAD插件概述
        1.1 “BIMCAD”是一款基于Revit开发的路桥快速建模插件，支持“纬地、EICAD、Civil 3D”等路线软件源文件的导入，弥补了Revit无路线的短板。
        目前涉及“路线、桥梁、道路、标线”等专业，包含“连续梁、T梁、小箱梁”等桥型建模，可随路线的“平面、纵断面、加宽、超高”等变化快速调整模型。后续将拓展至更多专业、更多桥型，未来将重点发展“交通、市政、高铁、地铁”等行业的BIM快速建模。
        1.2 标准构件创建
        软件内可以自定义标准构件数据库，快速创建标准构件。目前支持桥梁“下部结构”不同形式的承台、墩柱、桩基、盖梁的组合，还能创建个性化桥墩；桥梁“上部结构”支持三跨变截面连续箱梁、简变连T梁、简变连小箱梁、简支大箱梁高铁；“附属工程”桥面铺装、伸缩缝、护栏、支座；“道路工程”有单幅挡墙、单幅放坡、双幅放坡；标线工程
        1.3 BIMCAD插件的特点
        1.3.1 协同
        路线协同：在项目内每个专业都可以选择协同的路线，路线有平、纵、横、超高、地面线等数据信息，并支持纬地、EICAD和Civil 3D直接导入，也可以通过路线数据手工输入、修改。
        参数协同：在定义好的标准构件库中，每个标准构件都有相应的协同参数，创建项目时只需修改少量的协同参数即可创建新的同类别标准构件，做到一次创建多次引用的效果，极大增加了建模的工作效率。
        专业协同：不同专业可独立创建，并且在模型输出时可选择需要生成的专业。
        协同特点：
        a、点选某一专业标构，快速创建单专业模型；
        b、可随路线“平面、纵断面、加宽、超高”等变化，快速调整单专业模型；
        c、不同专业、人员可同时开展工作，通过专业间数据互导集合成总模型；
        d、可实时生成“标构、单专业、多专业”各个工作阶段模型，方便及时核查数据成果。

        图1   BIMCAD操作思维导图
        1.3.2 模型精度
        BIMCAD快速建模精度达到了毫米级，有效的避免了曲线构件之间的重叠、分离、连接不平顺等情况的发生。
        1.3.3 建模效率
        本软件采用参数化建模的方式，配合参数示意图填写数据即可创建新的项目，软件操作便捷、易上手、通用性强，并且对revit不熟练的使用者而言也能快速掌握BIMCAD。

        图2   dynamo与BIMCAD插件对比图
        2 工程概况
        武汉至大悟高速公路武汉至河口段第二合同段包含主线和滨湖路延长线支线，线路总长度14.098km。青峰互通上跨新十公路高架桥起点桩号为K13+484.233，终点桩号为K14+348.49，中心桩号为K13+912.250，桥梁全长872.48m，上部结构采用预应力砼预制小箱梁和钢箱梁。

图3 预制小箱梁横断面图
根据设计图纸提供的曲线要素表，用Civil 3D软件利用曲线三要素的信息绘制出本段的三维曲线，并导出XML格式，在BIMCAD样板文件里新建一个项目，在项目输入的路线导入一栏，添加Civil 3D的XML文件，软件根据导入的自动文件生成相应的路线（包含平曲线、横断面、纵断面）。

图4 BIMCAD路线XML文件导入
路基、桥梁（墩柱、盖梁、桥台、桩基、预制小箱梁等）参数化构件可直接调用软件自带的标准构件库里的标准构件，根据项目的不同，只需修改构件的参数即可，dynamo与之不同的是所有的路基、桥梁、涵洞、排水工程和附属工程等参数化构件需要自行建立，dynamo节点建立与连接还需要一定的计算机语言基础，大大的增加了建模时间成本和难度。

图5 左：BIMCAD标准构件库
上：dynamo节点库

图6 BIMCAD标准构件信息表

        图7 dynamo自建参数化标准构件信息一览表
        3 应用效果
        根据路线三要素、路基标准横断面以及桥梁参数化标准构件相互协同关系，通过基准坐标点（系）可在模型输出一栏根据电脑配置高低直接输出粗略或精细模型，亦可根据自行需要选择输出路线、桥梁、附属工程、标线等模型。图8、图9位分别为选择输出窗口及输出效果图。

图8 模型类别选择输出窗口

        图9 模型输出效果图
        从模型输出的效果图可以看出，采用BIMCAD插件建立路基、桥梁等线性工程模型时，能够保时保质保量完成模型的交付使用，充分的说明了本插件在市政桥梁建模上的可适用性。
        4 结论
        通过本文以实际项目为实例简单分析介绍了BIMCAD在线性工程建模中的应用，可以发现BIMCAD作为市政道桥工程建模的一种插件，能够极大提高建模效率，减少人工成本投入；不同专业统一建模，专业协同无缝对接；提高构件摆放精度，曲线连接光滑平顺；消除模型数据冗余，极大减少模型容量。在快速有效的建立桥梁、路基等线性工程的模型上提供了一种便利，同时也促进了BIM软件及插件在线性工程上的发展。
        参考文献：
        [1] 邱营，杨林，基于Dynamo的空间曲线坐标数据提取[J].机械工程与自动化，2020（04）：41-43.
        [2] 徐建成，基于Dynamo的参数化建模技术在桥梁项目中的应用[J].黑龙江交通科技，2020，43（05）：166.
        [3] 李庶安，王喆，孔晨光，曲强龙，张志刚 Dynamo在桥梁缓和曲线段建模应用研究[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（04）：165-167.