路桥行业的数字化“重生”( 四 )




基于3DE目录树结构的协同组织管理




基于3DE平台的协同分析
在3DE平台的基础上 , 通过设计院中央服务器集成信息管理 , 开展了实时异地同步协同设计 , 有效解决了在大型复杂结构项目上 , 团队成员必须集中办公的工作模式问题 。 同时 , 还探索了通过Enovia协同管理平台进行项目进度、三维校审、文档管理等功能应用 。 项目设计管理应用的探索 , 为项目设计端与项目管理端的融合提供了经验参考 , 为数字技术协同应用及其项目全生命周期信息化组织管理提供了可行的思路 。

基于3DE的三维设计校审
3.参数化模型方案的调整和优化
参数化模型技术的应用很好整合了建筑景观需求与结构构造需求 , 得到较优的结构解决方案 。 如在大桥设计中的拱顶风撑结构 , 景观设计师提出中国结造型的抽象概念 , 复杂的风撑结构在与空间扭曲拱肋衔接过程中 , 又形成了新的空间扭曲面结构 , 在这个异形空间扭曲面结构衔接节点设计过程中 , 如何处理结构与景观的关系 , 成为设计过程中的一个难点问题 。 通过构建参数化模型 , 利用参数的组合与调整 , 不断优化风撑结构的形态 , 通过综合比较 , 达到景观需求与结构需求的综合平衡:一方面满足景观需求 , 另一方面兼顾结构受力的合理性以及加工制造的可行性与便捷性 , 从而形成最终的结构解决方案 。

基于3DE平台的风撑结构方案优化
利用参数化模型不仅可以很好地处理宏观层面景观与结构的需求关系 , 同样在微观层面优化解决结构细节处理方案的功能也非常强大 。 由于拱肋自下而上是不断空间扭曲变化的五边形截面 , 在拱脚周围接近四边形截面 , 而在桥面以下拱肋之间设置有拱肋横梁 , 造成了局部大角度的折板与大横梁连接的情况产生 。 通过参数化模型的优化处理 , 将拱肋底部处理为四边形 , 将五边形变化区适度上移至大横梁上方 , 在不影响景观的前提下 , 极大地简化了大横梁与拱肋的衔接细节关系 , 同时也降低了复杂节点区加工制造和安装精度控制难度 。

基于3DE平台的结构细节优化
从参数化设计模型
到数字竣工模型
在设计过程实现基于服务器数据共享的协同平台和多专业协同工作的同时 , 项目经过研究、探索 , 实现了基于共享服务器模型数据的设计单位引领的各工程参与方在施工阶段的技术工作协同 , 真正意义上的实现了系统性集成应用和基于参数化数字模型的全过程工程应用 。
1.服务器项目目录分区和目录树策划
各方在设计院服务器提前布局项目有关的钢结构加工制造、结构细节深化、施工方案优化和施工组织、架设过程监控 , 满足集中式数据管理和异地远程访问和工作需要 。
建立项目设计、施工通用构件、模型及各类资源数据库 , 后台利用3DE平台进行数据集中管理 , 前端通过KAC、VB、EKL等工具快速调用模板 , 支撑异地远程数据同步共享 。
2.施工方案研究和钢结构节段划分
钢结构加工单位和土建施工单位直接应用设计整体模型参数配合施工监控预拱值的输入 , 快速形成加工制造节段深化模型 , 提升BIM模型的协同效率及模型的准确性 。

基于“骨架+模板”建模方法下的预拱度信息传导过程

整体模型参数及施工监控预拱度结合下的节段模型
3.钢结构加工图纸转化和对数字模型的深化
利用加工制造节段深化模型通过曲面及控制线基线展开的方式得到加工平面二维图纸 。

空间扭曲板展开二维加工图纸
4.施工支架和吊装方案研究
基于参数化数字设计模型 , 根据吊装设备能力和现场情况划分钢结构加工、运输、吊装节段 , 优化局部构造;基于设计模型工程信息开展支架方案设计 , 通过参数化桥梁、支架设计模型转化有限元模型优化施工支架构造;基于加工安装模型节段开展吊点设计、吊装方案研究 。
5.基于现场条件采集和数字模型修正的架设精度控制
在大桥数字设计模型构建过程中 , 设计单位可以提前预设加工预拱度条件 , 待设计模型完成后 , 加工制造单位即可通过施工监控预拱度值调整既有设计模型 , 形成加工制造预拱度模型 , 同时利用预拱度模型进行深化工艺设计 。
参数化设计、施工模型
传递到运维阶段的修正和补充
首先 , 基于实际施工精度控制情况对设计、施工数字模型进行修正 , 形成初始养护数字模型 。 然后 , 根据年检和特检情况 , 对初始养护模型不断修正、补充 , 形成孪生数字模型 。 再根据模型中所有构件的设计使用年限和实际使用状况评估 , 合理安排日常养护和中修大修 , 保证维修资金调配经济合理 , 对运营通行影响最低 。

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