利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法技术

本发明专利技术涉及利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法，按照功能将公路装配式梁桥结构进行拆分，将每类构件的基本特征的几何要素定义为参数，建立相应的Revit族文件数据库，族文件以其结构类型和特征进行命名；建立桥梁结构数据库；编制建立桥梁模型的Dynamo程序代码；基于Revit建立桥梁病害族库；建立桥梁病害信息数据库；编制建立病害模型的Dynamo程序代码；基于Revit建立桥梁加固构件族库；建立桥梁加固信息数据库；编制建立加固模型的Dynamo程序代码。本发明专利技术结合公路预制装配式梁桥的结构特点，建立了相应的快速参数化建模方法，简化了桥梁模型的建模流程，提高了建模效率。

【技术实现步骤摘要】
利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法
本专利技术涉及公路桥梁信息模型
，具体涉及一种利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法。
技术介绍
随着建筑信息模型（BuildingInformationModel，BIM）技术在桥梁工程领域的快速推广，其应用也从桥梁的规划设计阶段逐渐深入到运维管理阶段，在目前运维阶段应用中，面临的最大问题就是BIM模型的来源问题，新建桥梁可以从设计阶段继承BIM模型，但桥梁的运维管理面对的是不同时期修建的大量既有桥梁，建立这些桥梁的BIM模型需要消耗大量的人力物力，同时这些既有桥梁普遍存在或多或少的病害，如何建立桥梁的病害模型并针对这些病害建立相应的桥梁加固模型也是运维阶段BIM技术应用亟待解决的问题。Revit作为目前使用范围最广的BIM建模软件，其最初开发是面向房屋建筑领域，因此在应用于桥梁工程时存在诸多不便之处，为了简化利用Revit建立桥梁模型的流程，加快建模速度和建模精确度，王明刚等人提出了一种利用Dynamo实现高铁桥梁快速建模动态修改的方法（申请号：201710375504.5），该方法通过对铁路桥梁的EBS分解建立桥梁各构件的参数化族库，然后结合构件空间位置等建模数据库，利用Dynamo调用各数据库以建立高铁桥梁的BIM模型。该方法仅适用于主梁形式固定、跨径固定的标准化程度较高的高速铁路桥梁，适用范围较窄；需要人工计算各构件空间坐标、旋转角度以及倾斜度等数据，计算量大、建模流程复杂；并且仅适用于新建桥梁，未涉及到桥梁病害模型以及加固模型的建立。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法，利用Dynamo软件快速建立公路装配式梁桥参数化BIM模型，并在该模型基础上建立桥梁病害及加固信息模型，简化了桥梁模型的建模流程，提高了建模效率。本专利技术所采用的技术方案为：利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：模型拆分：按照功能将公路装配式梁桥结构进行拆分；步骤二：基于Revit建立参数化构件族库：将模型拆分后每一类构件的基本特征的几何要素定义为参数，建立相应的Revit族文件数据库，族文件以其结构类型和特征进行命名；步骤三：建立桥梁结构数据库：分步建立桥梁结构数据库的三部分，即桥梁线路信息数据库、结构布置信息数据库和各构件参数数据库；步骤四：编制建立桥梁模型的Dynamo程序代码：调用桥梁线路信息数据和结构布置信息数据，通过Dynamo与Excel的数据接口读取相应表格中的数据，对数据进行分析与处理，得到各布置桥梁各部件所需的坐标；然后通过Dynamo与Revit的交互调用桥梁构件族库中所需族文件并放置在相应位置；最后调取构件参数数据库中数据并将之赋予Revit中对应构件，完成对桥梁各构件的形状和结构编辑，形成桥梁BIM模型；步骤五：基于Revit建立桥梁病害族库：分别建立裂缝和混凝土耐久性病害两大类病害族库；步骤六：建立桥梁病害信息数据库：根据桥梁检测结果，以病害发生的结构面为平面建立坐标系，将结构裂缝和混凝土耐久性病害参数写入Excel文件中，构成桥梁病害信息数据库；步骤七：编制建立病害模型的Dynamo程序代码：利用Dynamo中选取结构面的代码在已建立好的桥梁结构中选取病害所在结构面，然后基于所选择结构面建立与确定病害位置坐标相同的坐标系，调用相应的桥梁病害族以及病害信息数据库，将结构病害放置在相应位置，形成包含桥梁病害的BIM模型；步骤八：基于Revit建立桥梁加固构件族库：针对外贴式加固法建立桥梁加固BIM模型；步骤九：建立桥梁加固信息数据库：根据加固设计图纸，确定外贴加固构件形状参数及加固信息，写入Excel文件中，构成加固信息数据库；步骤十：编制建立加固模型的Dynamo程序代码：选取待加固的结构面，建立相应平面坐标系，通过调取加固信息数据库获取外贴构件的位置坐标以及形状参数，将外贴构件布置在相应位置。步骤三中，桥梁线路信息数据库的获取方法为根据设计图纸中桥梁平面位置读取桥梁左右边线在桥梁起止线以及桥墩位置处的坐标；以这些坐标及坐标的连线为基准，根据桥梁横向布置以及竖向布置确定主梁横向分布、桥台及桥墩位置、支座位置以及横隔板位置坐标，将各部件定位所需数据均以参数形式放入Excel表格中，形成结构布置信息数据库；然后根据设计图纸，将步骤二中建立的各构件参数化族所需的参数数据按照构件类别分别写入相应的Excel表格中，形成各构件参数数据库。步骤五中，对于表示裂缝的病害族采取基于两点所确定的梁族进行建立，梁截面形式采取圆形截面，梁的两端点确定裂缝方向，截面直径定义为裂缝宽度；对于混凝土耐久性病害族采用基于面的圆形或正方形进行表达，对于破损、孔洞、蜂窝麻面的不同类型病害通过赋予族不同的材质进行区分，形状形心确定病害发生位置，通过面积相等确定圆形直径或正方形边长，以表达病害面积的大小。步骤六中，将结构裂缝的起止点坐标、宽度以及混凝土耐久性病害位置坐标、面积以参数形式写入Excel文件中，构成桥梁病害信息数据库。步骤八中，外贴式加固法包括外贴纤维材料以及外贴钢板两种方法，外贴纤维材料及钢板均采用基于框架梁的族进行制作，对于外贴钢板族，除钢板宽度和厚度参数外，需将螺栓孔的分布规则作为参数以实现螺栓孔根据钢板长度进行自动布置。步骤九中，外贴加固构件的加固信息包括距离梁体端部距离、粘贴角度、粘贴长度、粘贴数量、螺栓孔布置、锚固螺栓尺寸的数据。步骤十中，对于外贴钢板加固法，需进行锚固螺栓的布置，通过选取钢板外侧平面，析取该平面所包含的所有线条元素，利用Dynamo中布尔判断代码选取曲线起止点相同的元素，该元素即为螺栓孔外侧的圆曲线，然后以该曲线创建平面元素，获取该平面形心点即为螺栓孔圆心位置，以该圆心为起点沿垂直面的方向放置锚固螺栓并修改螺栓参数，实现根据螺栓孔自动布置锚固螺栓。本专利技术具有以下优点：1、模块化的Dynamo代码，按照功能进行分类，便于快速修改和使用。2、具有较强的适应性，可适用于小箱梁、T梁、板梁等不同形式的装配式公路梁桥。3、建模速度快，可实现结构参数的批量化修改及添加。4、利用Dynamo编程自动计算结构空间位置、旋转角度及倾斜角度等数据，无需人工进行计算，仅提供确定相对位置所需参数即可，简化建模流程的同时提高建模精确度以及对不同桥型的适用性。5、建立了能够满足病害要素表达需求的结构病害族。6、按照结构面进行划分，利用预先建立的桥梁结构病害族，可实现以结构面为单位，一次性将该结构面上所有病害布置在相应位置，快速建立桥梁的病害信息模型。7、适用于外贴材料（钢板或纤维材料）加固桥梁模型的建立，且对于粘贴钢板加固桥梁，能够实现锚固螺栓自动识别螺栓孔洞位置并进行布置。附图说明图1是本专利技术方法流程图；图2是Dynamo代码结构图。图3是实际病害位置示意图。图4是病害信息数据。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。步骤一（模型拆分）：按照功能将桥梁结构进行拆分，对于公路装配式梁桥，可将其拆分为七大类：主梁、横隔板、桥墩、桥台、桥面铺装、防撞护栏、支座。其中每一类可根据结构组成形式和截面形状进行细分，如主梁可细分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：模型拆分：按照功能将公路装配式梁桥结构进行拆分；步骤二：基于Revit建立参数化构件族库：将模型拆分后每一类构件的基本特征的几何要素定义为参数，建立相应的Revit族文件数据库，族文件以其结构类型和特征进行命名；步骤三：建立桥梁结构数据库：分步建立桥梁结构数据库的三部分，即桥梁线路信息数据库、结构布置信息数据库和各构件参数数据库；步骤四：编制建立桥梁模型的Dynamo程序代码：调用桥梁线路信息数据和结构布置信息数据，通过Dynamo与Excel的数据接口读取相应表格中的数据，对数据进行分析与处理，得到各布置桥梁各部件所需的坐标；然后通过Dynamo与Revit的交互调用桥梁构件族库中所需族文件并放置在相应位置；最后调取构件参数数据库中数据并将之赋予Revit中对应构件，完成对桥梁各构件的形状和结构编辑，形成桥梁BIM模型；步骤五：基于Revit建立桥梁病害族库：分别建立裂缝和混凝土耐久性病害两大类病害族库；步骤六：建立桥梁病害信息数据库：根据桥梁检测结果，以病害发生的结构面为平面建立坐标系，将结构裂缝和混凝土耐久性病害参数写入Excel文件中，构成桥梁病害信息数据库；步骤七：编制建立病害模型的Dynamo程序代码：利用Dynamo中选取结构面的代码在已建立好的桥梁结构中选取病害所在结构面，然后基于所选择结构面建立与确定病害位置坐标相同的坐标系，调用相应的桥梁病害族以及病害信息数据库，将结构病害放置在相应位置，形成包含桥梁病害的BIM模型；步骤八：基于Revit建立桥梁加固构件族库：针对外贴式加固法建立桥梁加固BIM模型；步骤九：建立桥梁加固信息数据库：根据加固设计图纸，确定外贴加固构件形状参数及加固信息，写入Excel文件中，构成加固信息数据库；步骤十：编制建立加固模型的Dynamo程序代码：选取待加固的结构面，建立相应平面坐标系，通过调取加固信息数据库获取外贴构件的位置坐标以及形状参数，将外贴构件布置在相应位置。...

【技术特征摘要】
1.利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：模型拆分：按照功能将公路装配式梁桥结构进行拆分；步骤二：基于Revit建立参数化构件族库：将模型拆分后每一类构件的基本特征的几何要素定义为参数，建立相应的Revit族文件数据库，族文件以其结构类型和特征进行命名；步骤三：建立桥梁结构数据库：分步建立桥梁结构数据库的三部分，即桥梁线路信息数据库、结构布置信息数据库和各构件参数数据库；步骤四：编制建立桥梁模型的Dynamo程序代码：调用桥梁线路信息数据和结构布置信息数据，通过Dynamo与Excel的数据接口读取相应表格中的数据，对数据进行分析与处理，得到各布置桥梁各部件所需的坐标；然后通过Dynamo与Revit的交互调用桥梁构件族库中所需族文件并放置在相应位置；最后调取构件参数数据库中数据并将之赋予Revit中对应构件，完成对桥梁各构件的形状和结构编辑，形成桥梁BIM模型；步骤五：基于Revit建立桥梁病害族库：分别建立裂缝和混凝土耐久性病害两大类病害族库；步骤六：建立桥梁病害信息数据库：根据桥梁检测结果，以病害发生的结构面为平面建立坐标系，将结构裂缝和混凝土耐久性病害参数写入Excel文件中，构成桥梁病害信息数据库；步骤七：编制建立病害模型的Dynamo程序代码：利用Dynamo中选取结构面的代码在已建立好的桥梁结构中选取病害所在结构面，然后基于所选择结构面建立与确定病害位置坐标相同的坐标系，调用相应的桥梁病害族以及病害信息数据库，将结构病害放置在相应位置，形成包含桥梁病害的BIM模型；步骤八：基于Revit建立桥梁加固构件族库：针对外贴式加固法建立桥梁加固BIM模型；步骤九：建立桥梁加固信息数据库：根据加固设计图纸，确定外贴加固构件形状参数及加固信息，写入Excel文件中，构成加固信息数据库；步骤十：编制建立加固模型的Dynamo程序代码：选取待加固的结构面，建立相应平面坐标系，通过调取加固信息数据库获取外贴构件的位置坐标以及形状参数，将外贴构件布置在相应位置。2.根据权利要求1所述的利用Dynamo建立公路装配式梁桥病害及加固模型的方法，其特征在于：步骤三中，桥梁线路信息数据库的获取方法为根据设计图纸中桥梁平面位置读取桥梁左右边线在桥梁起止线以及桥墩位置处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明，党李涛，于利存，岳振民，李雅娟，韩宇，尹恒，常丁，张立，庞立，王晓光，
申请(专利权)人：中交第一公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61