一种基于Revit+Dynamo的装配式预制T形梁桥参数化建模方法研究

预制装配式T形梁桥结构复杂，涉及的曲面、曲线较多，建模难度大。而Revit本身在处理异性结构、平纵线、曲线、曲面等方面存在较大的缺陷，建模效率低下。如何提高桥梁BIM参数化建模效率，降低建模难度，是当前研究的热点和重点。本研究以横山村2号大桥为例，提出了一种基于Revit+Dynamo的预制装配式T形梁桥参数化快速建模方法。该方法利用Revit建模功能与Dynamo的可视化编程功能，完成横山村2号大桥BIM参数化快速自动建模。横山村2号大桥实例表明，该方法不仅有效提高了预制装配式T形梁桥的建模效率，而且保证了预制装配式T形梁桥的建模精度，可为同类型桥梁的BIM参数化建模提供借鉴和参考。     

南京长江隧道管片衬砌结构原型加载试验

以南京长江隧道工程为依托,采用自主研发的“多功能盾构隧道结构体试验系统”装置,实现了对盾构隧道原型管片衬砌结构承受水压力与土压力的分离加载模拟,对南京长江隧道原型管片衬砌结构分别在通缝和错缝拼装方式下进行了原型加载试验.研究了不同荷载条件对管片结构力学特征的影响,并对不同拼装方式下管片结构的内力分布特点及错缝拼装方式下目标管片内力沿幅宽的分布规律进行了探讨.研究结果表明:在弹性状态下和结构开裂后,通缝和错缝拼装管片结构力学特征变化显著,错缝结构对于内力、形变及纵缝张开量等发生突变的控制更有效.     

基于CATIA软件的楔形盾构隧道管片参数化建模与排版

为提高楔形盾构隧道管片拼装拟合设计效率，基于达索CATIA V6软件平台，分析管片几何结构模型建模与隧道设计曲线拟合原理。通过盾构管片参数换算，建立楔形盾构隧道管片环参数化建模标准库，设计函数运算关系并编辑脚本，然后以局部坐标系转换的方式实现隧道曲线参数化拟合，编写排版拟合程序，并应用排版程序分析不同楔形量对通用楔形盾构管片隧道曲线拟合精度的影响。最后，依托杭州市艮山快速路下沙段提升改造工程，对工程初设中直径为14 m的盾构管片进行建模排版模拟，结果表明排版程序计算结果满足工程需求，能为实际工程提供一定依据。     

石家庄轨道交通 1 号线地铁隧道管片拼装质量控制问题研讨

管片拼装质量是直接影响隧道最终质量的重要因素之一。在石家庄地铁盾构施工中,管片拼装过程会遇到管片破碎、错台错缝等典型问题,为严格控制管片拼装质量,以保证后期顺利通过隧道验收及地铁正常使用功能,结合现场施工分析问题的原因,并根据规范要求制定控制目标,针对典型问题制定了以下的对策和措施： 1）采用增减楔子环的方法逐渐调整盾构姿态,防止盾构姿态的突变; 2）通过控制盾构机千斤顶压力,并在管片间粘贴楔子确保管片环面平整。分析表明,采取上述措施可以很好地提高管片拼装质量。     

大直径盾构隧道斜螺栓环缝抗剪特性研究

以大直径盾构隧道施工过程中管片上浮错台问题为背景,研究大直径盾构隧道环缝结构的抗剪特性,从结构承载力角度提出有效且可控的抗浮措施,并深入探究环间错台对隧道结构的影响,以确定大直径盾构隧道环间变形控制标准,减小隧道环间错台引起的管片损伤。以深圳妈湾跨海通道为依托,基于材料塑性损伤本构,考虑管片接缝细部构造,根据相关管片环缝剪切原型试验对接缝抗剪数值模拟方法的有效性进行验证。随后,利用数值模拟研究了环向接缝顺剪、逆剪和切向剪切时的错台现象和破坏特征,分析了斜螺栓、凹凸榫对环缝抗剪特性的影响,为大直径盾构隧道环缝结构的抗浮设计和安全评价提供依据。研究表明:环缝剪切错台数值计算结果与试验结果吻合良好,能够有效揭示接缝剪切过程中结构的变形特点和损伤特性;环缝接缝的剪切错台过程较为复杂,呈阶段性特征,螺栓和凹凸榫的受力状态是决定接缝抗剪特性的关键因素;凹凸榫能显著提高接缝抗剪刚度和承载力,但也带来接缝应力集中和张开过大等问题,设计和施工过程中需充分考虑接缝刚度和变形的适应性;基于环缝错台损伤分析,提出了环缝变形的三级安全评价指标,大直径盾构隧道接缝变形必须控制在Ⅱ级以内,以保证隧道的结构安全和正常使用性能。     

盾构隧道管片内力参数化计算Abaqus二次开发

盾构隧道在设计前期需要进行大量工况的隧道管片内力计算,计算时采用梁-弹簧模型可以较为接近实际情况,但采用该模型需要使用有限元软件实现,建模计算过程非常复杂。为了简化盾构隧道管片内力的建模分析过程,文章对Abaqus及其二次开发功能进行了介绍,基于Abaqus有限元软件内嵌的Python脚本语言和前处理接口进行二次开发,实现盾构隧道管片内力建模计算的自动化、参数化,并通过实例证明二次开发极大地提高了分析效率。     

地热利用型盾构法隧道施工探索——以清华园隧道能源管片设计、制作及安装为例

土建工程中的隧道结构兼作浅层地热换热构件时被称作能源隧道。盾构隧道中可先将热交换管安装在预制管片中形成能源管片，现场施工时将各管片连接形成回路，这种隧道称为能源盾构隧道。文章基于国外已有的2个能源盾构隧道管片施工和安装研究实例，结合京张铁路清华园隧道3环27个能源管片的设计、制作及安装工作，从管材的选用、管片的预制、管片的现场安装等方面对地热利用型盾构法隧道的施工方法进行总结梳理，根据施工中遇到的具体问题，从管片制作和现场施工的角度对能源管片规模化施工面临的问题提出可能的解决方法。     

盾构隧道-工作井节点振动台试验设计与分析

为研究盾构隧道-工作井节点地震响应特征,进行振动台模型试验。该试验几何相似比为1∶60,盾构隧道模型材料为聚乙烯,工作井模型采用尼龙材质进行3D打印技术制作;模型土采用砂与锯末按1∶2.5质量比混合配置;模型箱尺寸为10.0m×4.5m×1.5m的刚性箱。盾构隧道模型由衬砌环模型拼装而成,衬砌环模型纵向切槽模拟纵缝对管片横向刚度的弱化;通过环间卡扣式连接键模拟纵向螺栓,通过旋转模型拼装角度模拟管片错缝拼装。首先进行自由场模型试验,考虑不同地震动输入,得到模型土加速度响应;其次开展盾构隧道-工作井节点振动台模型试验,考虑不同地震动输入方向、不同地震动类型,得到隧道模型环缝张开量、加速度响应、环向应变等数据。研究结果表明:模型箱结构设计合理,边界条件满足要求,试验数据可靠;工作井模型和盾构隧道模型加速度响应频率成分相同,均受模型土控制,两者差异主要为加速度响应幅值不同;盾构隧道-工作井节点在地震作用下环缝张开量明显大于远离该节点的常规区段,前者为后者的1.6~4.5倍;地震动输入方向会导致区间段隧道模型环缝张开量明显变化,但对盾构隧道-工作井节点环缝张开量无显著影响;地震作用下盾构隧道-工作井节点会使工作井模型产生较大环向应变,但不会造成节点处盾构隧道模型环向变形增大。     

大直径盾构隧道管片裂缝与施工参数的关系

在中国隧道工程飞速发展的大背景下,采用盾构施工的大直径越江隧道逐渐成为城市地下空间应用的重要组成部分。盾构隧道管片的施工质量是制约隧道能否正常服役的重要因素。以虹梅南路越江隧道为例,统计施工前1029环管片上裂缝开展情况,初步分析施工参数对管片裂缝的影响。根据隧道埋深,选取两种典型埋深,采用PLAXIS有限元软件对管片结构进行内力计算,确定管片在施工过程中符合设计需求。依据内力计算结果,对考虑千斤顶偏心作用和止水带脱落两种情况下管片发生裂缝与否进行了探讨,得出当盾构推力过大时,千斤顶偏心作用会引起管片破裂、止水带在正常施工过程中会造成管片局部应力集中而被压裂的结论。最后,结合裂缝统计结果,讨论分析了虹梅南路越江隧道管片结果产生裂缝的原因及其应对措施,给以后相似工程提供了前车之鉴。     

砾砂层盾构隧道管片拼装与封顶块位研究

地铁盾构隧道管片拼装方式对结构内力的影响一直引人关注,在富水性强、结构松散、不稳定的砾质砂层中,由于拼装方式的不同会引起管片结构的变形与内力变化。鉴于此,以某地铁区间隧道为工程背景,对管片在通缝与错缝拼装条件下结构内力分布及竖向位移的变化开展有限元模型计算的对比研究,并提出了管片封顶块位的优化措施。研究结果表明:在砾砂层中,错缝拼装竖向位移小于通缝拼装,内力大于通缝拼装,主要原因是错缝使管片的整体刚度得到了提高,在设计时应优先选用错缝拼装,且当封顶块位于拱腰时,管片的力学性能最好。该研究结果可为类似地层的地铁盾构隧道的设计、施工和相关研究提供参考。     

盾构刀盘参数化建模系统开发

为满足设计人员快速完成盾构刀盘设计,采用CATIA三维建模软件和Visual Basic进行盾构刀盘参数化建模的方法,参照此方法可以完成盾构刀盘参数化建模系统的开发。通过建模系统,根据盾构施工的边界参数、材料参数和刀盘关键参数可快速生成盾构刀盘模型,在一定程度上缩短了刀盘的设计时间,减少了设计人员的劳动强度。     

盾构刀盘设计系统开发

为快速准确地完成不同类型和尺寸盾构刀盘的设计,根据刀盘自身机械数据结构和施工过程的数据关系,结合刀具破岩机制实验数据和刀盘三维参数化机械模型和结构分析模型,利用VB完成刀盘参数化建模系统的开发,方便了刀盘设计人员准确且快速地完成各种不同地层、不同规格盾构刀盘的设计及分析。     

基于Revit的新奥法隧道初期支护构件参数化建模研究

为推动BIM技术在新奥法隧道设计与施工中的应用，开展隧道初期支护构件的参数化建模研究。通过研究锚杆、小导管、格栅钢架等初期支护构件在隧道设计与施工过程中的特点，利用Revit进行二次开发，研究隧道构件的参数化建模方法，通过改进算法开发一种能够实现初期支护模型快速创建与自动布设的插件。研究结果表明： 通过对Revit进行二次开发，能够显著提高新奥法隧道初期支护构件的建模效率，在实际建模过程中具有很好的应用效果。     

基于IFC标准的基坑工程围护结构信息模型建模方法研究

为提高基坑工程各参与主体之间信息交流和共享的效率和质量，建立基于IFC标准的基坑围护结构信息模型作为信息交流的基础和核心。首先,研究基于IFC的基坑围护结构信息模型的框架； 然后，扩展IFC标准中关于基坑围护结构的描述实体，并基于此建立基坑围护结构建模方法； 最后，对建模软件二次开发形成基坑建模插件，并应用于某地铁车站基坑工程中，验证该方法的可行性。基于统一的IFC数据标准建立的基坑围护结构信息模型可以实现基坑围护结构模型建模的自动化，可应用于基坑工程和岩土工程信息化管理。     

山岭隧道结构BIM多尺度建模与自适应拼接方法及工程应用

建筑信息模型（BIM）在建筑领域应用越来越广，然而在山岭隧道工程中，由于结构形式较上部建筑有很大区别，利用Revit等BIM软件建立精细的山岭隧道结构三维模型尚存在困难且难以重复利用。针对该问题，首先系统地提出了山岭隧道结构BIM模型分解方案，将模型分解为基本构件并沿轴线划分为基本单元，根据构件特点给出单元长度确定原则，并根据其是否具备可复用性分为标准段与特殊段。其次，将模型分为3个细节层次（LOD100，LOD200，LOD300）以满足不同设计阶段的需要，提出标准段单元的多尺度参数化建模方法，为隧道结构BIM建模提供了依据，并为提高BIM模型可视化管理效率奠定了基础。最后，提出了模型基本单元自适应拼接方法，根据隧道轴线的里程桩号及其对应的三维坐标与设计断面类型，将不同长度的标准段与特殊段单元模型按照离散化的轴线自动拼接，形成完整的隧道模型。以云南省保泸高速老营隧道为工程背景，利用Revit软件建立了隧道结构标准段与特殊段参数化模型单元，采用Unity3D软件并编写拼接程序，实现了模型单元的自适应拼接与多尺度分级加载，得到完整的老营隧道结构BIM模型。多尺度参数化建模与自适应拼接方法提高了隧道工程结构三维模型的复用性与建模效率，对BIM技术在山岭隧道工程中的应用具有一定的借鉴作用。     

基于BIM的预制管片堆场存储与定位研究

针对上海地区预制管片堆场堆放层数不确定、堆场布局混乱、管片定位查找困难等问题,将有限元法(FEM)和建筑信息模型(BIM)技术相结合,通过对管片堆放层数仿真分析与管片定位研究,以期找到解决这些问题的方法。为此,先采用Abaqus有限元软件对预制管片堆场进行数值模拟以确定预制管片堆场每个堆位的管片堆放层数,再通过Revit、Navisworks等BIM软件对预制管片堆场进行虚拟布局。在此基础上提出一种基于BIM的混堆模式预制管片堆场定位新方法,该方法以BIM模型为核心,通过与二维码物联网技术和龙门吊智能化控制系统相结合来建立数据的转换与融合,从而实现在BIM终端三维可视化界面下对堆场中的预制管片进行精确定位查找与龙门吊最优路线运输作业。     

黄土隧道马蹄形盾构工法选择及应用

目前铁路隧道施工以矿山法为主,但在黄土等软弱围岩隧道施工时风险大、进度慢;而盾构法已在地铁、水下隧道等软弱地层中得到了广泛应用。针对蒙华铁路砂质新黄土隧道:1)通过矿山法与盾构法比较确定采用盾构法施工。2)从开挖内轮廓、刀盘开挖特点、管片拼装方式、管片受力及配筋4个方面对马蹄形盾构隧道和圆形盾构隧道进行对比分析,得出马蹄形盾构隧道的断面利用率更高,马蹄形管片与圆形管片受力有所差别而马蹄形管片配筋量更低。3)介绍马蹄形盾构设备概况,并对马蹄形管片设计进行研究。4)例举马蹄形盾构掘进过程中遇到的防寒防冻、管片底部开裂和遇到含姜石的老黄土掘进困难等问题以及相应的处理措施。经过1年多的施工实践证明,在黄土隧道马蹄形盾构施工风险低,质量高,安全可靠。     

标准环+转弯环的双面楔形盾构管片排版技术研究

为提高盾构隧道掘进的施工效率、降低盾构管片排版错误的风险,针对管片类型为标准环+转弯环（为双面楔形）组合的盾构隧道,提出一种错缝拼装形式的管片预排版方法,并采用几何迭代法求出与目标线路偏差最小的一种盾构管片拼装姿势,可有效解决盾构隧道掘进过程中管片类型选择和拼装点位选取的施工难题。最后以南京地铁3号线某区间为例验证所采取方法的正确性,对盾构隧道掘进的施工组织和施工误差控制具有重要的指导意义。     

BIM技术在桥梁设计应用研究

BIM technology is widely applied in the engineering field, and is the important orientation of the future development. BIM technology is briefly analyzed. The basic principle of BIM model data structure is put forward. Taking the infrastructures of Shangri-La and the surrounding road network comprehensive regulating projects as the examples, the processes of Revit component modeling and project modeling are explained. The key information is extracted from the component and project models. Through the secondary development means to output the construction drawings, the method and principle of Revit to output construction drawings are summarized, which provides the new thinking for the application of BIM technology in bridge design.