本文關(guān)鍵詞：基于BIM技術(shù)的鋼桁架拱橋設(shè)計及信息管理研究

  更多相關(guān)文章： 鋼桁架拱橋 建筑信息模型(BIM) 三維設(shè)計 性能分析 全壽命管理

【摘要】：目前,BIM(建筑信息模型)的應(yīng)用己逐漸從建筑領(lǐng)域擴展到市政、交通、水利等領(lǐng)域,但在橋梁工程中的應(yīng)用和研究還很少見。由于鋼桁架拱橋的設(shè)計復(fù)雜,施工難度大,異型構(gòu)件眾多,信息龐雜,其高效設(shè)計和有效的信息管理具有橋梁工程的典型性,本文開展基于BIM技術(shù)的鋼桁架拱橋設(shè)計及信息管理研究。以天府新區(qū)北京西段錦江橋為背景工程,采用突破傳統(tǒng)設(shè)計方法的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進行設(shè)計,通過有限元計算分析獲得性能信息,并對結(jié)構(gòu)和性能信息進行分類和管理。將國際上的建筑業(yè)信息分類體系ISO 12006-2、Uniclass、OmniClass和我國CBIMS(中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn))分類體系進行比較,發(fā)現(xiàn)各體系均基本覆蓋或力圖覆蓋建筑生命周期內(nèi)所有信息,而各體系具體分類表在ISO 12006框架下互有借鑒和融合。為實現(xiàn)橋梁BIM設(shè)計及信息管理,根據(jù)我國建筑信息分類體系中的建設(shè)成果、建設(shè)資源和建設(shè)進程三類分類對象,提出以“結(jié)構(gòu)實體”、“結(jié)構(gòu)性能”和“生命周期”三維度集成的橋梁工程信息模型空間。將其中的實體結(jié)構(gòu)信息進一步拆分為體系信息和構(gòu)件信息,以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)信息的標(biāo)準(zhǔn)化組織,同時服務(wù)于結(jié)構(gòu)三維設(shè)計。分析基于BIM平臺的三維設(shè)計和傳統(tǒng)二維設(shè)計的差異,闡述橋梁工程三維設(shè)計的必要性。通過實體模型等級深度的定義,劃分參數(shù)控制線等級,構(gòu)件族庫的標(biāo)準(zhǔn)化建立維護等措施,實現(xiàn)鋼桁架拱橋的高質(zhì)量參數(shù)化設(shè)計和高效率協(xié)同設(shè)計。在面向結(jié)構(gòu)性能的鋼桁架拱橋的BIM信息管理中,首先通過有限元分析獲得結(jié)構(gòu)撓度、內(nèi)力和應(yīng)力等典型原始性能信息,然后根據(jù)我國建筑信息分類和編碼體系,以文本、圖形、原始數(shù)據(jù)等形式實現(xiàn)原始性能信息的分解。但這些信息難以直接集成到信息模型空間中,因此提出以名義安全度和安全度等級作為指標(biāo)表征性能信息的方法,并應(yīng)用于背景工程。以關(guān)鍵構(gòu)造拱鉸的技術(shù)設(shè)計為例,采用基于BIM的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,并根據(jù)赫茲理論和有限元分析獲得拱鉸性能差異信息,并采用名義安全度等指標(biāo)表征拱鉸性能差異信息。通過拱鉸的應(yīng)用實踐,進一步體現(xiàn)BIM信息組織需同時面向結(jié)構(gòu)實體和結(jié)構(gòu)性能的特點。對于以結(jié)構(gòu)和性能為核心的鋼桁架拱橋全壽命信息管理,分析其從規(guī)劃設(shè)計、施工及運營維護各階段信息的流動。并構(gòu)建以結(jié)構(gòu)和性能為核心鋼桁架拱橋全壽命信息管理理論模型,以吊桿的結(jié)構(gòu)損傷和抗力衰減為例進行實例模擬。吊桿分析實例表明本文所構(gòu)建的理論模型是可行的,同時表明以名義安全度等指標(biāo)表征性能信息的方法,可以實現(xiàn)鋼桁架拱橋全壽命性能信息管理。
【關(guān)鍵詞】：鋼桁架拱橋 建筑信息模型(BIM) 三維設(shè)計 性能分析 全壽命管理
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U448.22
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 引言12-14
• 1.2 鋼桁架拱橋設(shè)計14-16
• 1.2.1 鋼桁架拱橋的特性14-15
• 1.2.2 鋼桁架拱橋的設(shè)計流程15-16
• 1.3 建筑信息模型(BIM)的發(fā)展16-19
• 1.3.1 BIM概念的起源和定義16-17
• 1.3.2 BIM在國外的應(yīng)用17-18
• 1.3.3 BIM在國內(nèi)的應(yīng)用18-19
• 1.4 BIM在橋梁工程中的應(yīng)用19-24
• 1.4.1 橋梁工程在BIM集成中的層級19-20
• 1.4.2 橋梁工程BIM的應(yīng)用目標(biāo)20-21
• 1.4.3 橋梁工程BIM的應(yīng)用范圍21-24
• 1.5 本文工程背景及主要工作內(nèi)容24-27
• 1.5.1 工程背景24-25
• 1.5.2 本文主要工作內(nèi)容25-27
• 第2章 基于BIM的建筑信息分類和編碼體系27-40
• 2.1 建筑業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)化27-28
• 2.1.1 信息分類27-28
• 2.1.2 信息編碼28
• 2.2 建筑業(yè)信息分類體系28-37
• 2.2.1 傳統(tǒng)建筑信息分類和編碼體系29
• 2.2.2 現(xiàn)代建筑信息分類和編碼體系29-34
• 2.2.3 我國CBIMS建筑信息分類和編碼體系34-37
• 2.3 基于信息標(biāo)準(zhǔn)化的橋梁工程信息模型空間37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第3章 鋼桁架拱橋的結(jié)構(gòu)信息和三維設(shè)計40-58
• 3.1 鋼桁架拱橋的結(jié)構(gòu)信息分解40
• 3.2 鋼桁架拱橋的體系分類40-43
• 3.3 鋼桁架拱橋的構(gòu)件分類43-46
• 3.3.1 構(gòu)件拆分、命名和設(shè)計參數(shù)總體原則43
• 3.3.2 鋼桁架拱橋構(gòu)件拆分43-46
• 3.4 基于BIM技術(shù)的鋼桁架拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計46-56
• 3.4.1 基于BIM技術(shù)的三維設(shè)計46-48
• 3.4.2 橋梁工程模型等級48-51
• 3.4.3 鋼桁架拱橋的三維建模技術(shù)51-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第4章 鋼桁架拱橋的性能分析及信息管理58-72
• 4.1 鋼桁架拱橋空間有限元模型58-59
• 4.2 材料59-60
• 4.3 荷載和工況60
• 4.4 全橋受力性能60-66
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)撓度60-61
• 4.4.2 標(biāo)準(zhǔn)值組合作用下的全橋受力性能61-63
• 4.4.3 極限承載力組合作用下的全橋受力性能63-66
• 4.5 鋼桁架拱橋性能信息分解66-68
• 4.6 以性能指標(biāo)集成鋼桁架拱橋性能信息68-70
• 4.6.1 以名義安全度表征性能信息68-69
• 4.6.2 以安全度等級表征性能信息69-70
• 4.7 本章小結(jié)70-72
• 第5章 鋼拱鉸構(gòu)件的技術(shù)設(shè)計及信息管理72-91
• 5.1 鋼桁架拱橋拱鉸的選型和設(shè)計72-78
• 5.1.1 橋梁鋼支座的常用形式72-73
• 5.1.2 橋梁支座支承結(jié)構(gòu)的接觸理論73-75
• 5.1.3 拱鉸設(shè)計75-78
• 5.2 非線性有限元接觸分析78-85
• 5.2.1 有限元接觸分析理論78-79
• 5.2.2 有限元模型79-81
• 5.2.3 平面應(yīng)變圓柱接觸有限元分析81
• 5.2.4 拱鉸三維彈性有限元分析81-83
• 5.2.5 拱鉸三維彈塑性有限元分析83-85
• 5.3 拱鉸技術(shù)設(shè)計信息獲得過程分解85-87
• 5.4 以性能指標(biāo)表征拱鉸性能差異信息87-89
• 5.4.1 不同分析方式的拱鉸安全度87-88
• 5.4.2 不同半徑的拱鉸安全度88-89
• 5.5 本章小結(jié)89-91
• 第6章 鋼桁架拱橋全壽命信息管理91-100
• 6.1 橋梁工程信息流動91-92
• 6.2 鋼桁架拱橋全壽命信息管理理論模型92-95
• 6.3 鋼桁架拱橋吊桿全壽命信息管理實例模擬95-98
• 6.3.1 中下承式拱橋吊桿行為95
• 6.3.2 吊桿基準(zhǔn)信息模型95-96
• 6.3.3 吊桿初始信息模型96
• 6.3.4 吊桿運營信息模型96-98
• 6.4 本章小結(jié)98-100
• 結(jié)論100-102
• 致謝102-103
• 參考文獻(xiàn)103-105

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：620766