近日，中国公路学会公布了2023年度中国公路学会“交通 BIM 工程创新奖”获奖项目，重庆百木科技有限公司参与的“高速铁路混合梁斜拉桥BIM技术创新及应用”项目荣获一等奖。

项目概况

太子坪乌江大桥为重庆至黔江高速铁路重大节点工程之一，跨径布置为（130+300+130）m，桥梁全长562.2m ，主梁宽度15m。主桥为双塔双索面斜拉桥，主梁为混合梁。设计时速350km/h，无砟轨道，跨越乌江，航道等级为Ⅲ级，主桥索塔顺桥向为钻石形，小里程塔高158.5m，大里程塔高154.5m。

BIM正向设计

正向设计流程

参数化设计

TOP-DOWN，即自顶而下的建模思路，首先在设计的顶层构筑一个“顶层基本骨架”，随后的设计过程基本在该“顶层基本骨架”的基础上进行复制、修改、细化，最终完成深化设计的过程。

全桥模型

骨架法建模思路的优势：

① 逻辑清楚，修改和优化方便；

② 能和传统设计一同开展，逐步实现从无到有的过程；

③ 确保修改是全局的。

正向出图

①节段批量出图

②钢锚箱批量出图

③锚拉板批量出图

④统计工程数量

应用成果

①出图率统计

本项目梁部与拉索体系出图共110页，主体钢结构52页，其余图纸58页；
BIM+CAD出图42页，主体钢结构出图率81%。

②效率提升

相较于单一的CAD图纸出图效率，BIM模型+CAD图纸的出图效率显著提升。

BIM创新应用

模型修正应用

①斜拉索的垂度修正

斜拉桥的拉索一般采用柔性索，斜索在自重的作用下会产生一定的垂度，这一垂度的大小与索力有关，垂度与索力呈非线性关系。
斜拉索两端的钢导管安装时，必须考虑垂度引起的索两端倾角的变化量β，否则将造成导管轴线偏位。

②梁体预拱修正

在按设计线形建立的模型基础上，根据恒载预拱线形修正模型，按照以直代曲的方式，用直线梁段拼接成曲线梁体，使设计与构件加工无缝对接。

VR应用

①辅助设计

CATIA软件支持VR接口，应用VR技术，辅助设计了全桥排水系统。
本项目钢梁内部结构复杂，尤其是钢混结合段，排水系统需贯穿全桥，采用VR技术，使得设计更加全面、准确。

排水系统VR展示

②新的设计交互方式

可视化设计，可视化交互。

上塔柱构造展示

网页端应用

企业内部交流；

可直接在网页端标注问题；

可在移动端查看模型；

在三维界面修改后，网页端、移动端刷新即可；

降低沟通成本、提高调整效率。

总结与展望

①通过BIM技术的应用，大幅度提高了桥梁设计的效率，节省了人力和物力成本；

②铁路桥梁设计接口复杂，应用BIM技术可实现可视化设计，提高设计质量；

③经过本项目应用，打通了大型复杂钢结构桥梁BIM正向设计的技术路线，下阶段将进行更为广泛和深入的应用与研究；

④BIM技术对设计大型复杂桥梁有很高的适应性。

笃行致远，唯实励新。百木科技砥砺深耕BIM正向设计领域，不断提高复杂桥梁设计能力，全力为更多土木工程行业项目提供优质高效的解决方案。

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