一种基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法，包括FEM优化阶段、BIM优化阶段和现场施工阶段；FEM优化阶段通过模拟和分析不同焊接方案的温度场、应力场和残余变形，获得最优的分块数量和焊缝位置；BIM优化阶段通过钢结构加工前对具体钢构件、节点的构造方式、工艺做法和工序安排进行优化调整，有效指导制造厂工人采取合理有效的工艺加工，提高施工质量和效率，降低施工难度和风险；现场施工阶段利用钢结构BIM模型数据，对每个钢构件的起重量、安装操作空间进行精确校核和定位。本发明专利技术通过BIM+FEM协同技术的应用，解决大型钢箱梁进行分段、分块的难点和解决施工图中的设计缺陷，提升施工质量，减少后期修改变更，避免人力、物力浪费。物力浪费。物力浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法


[0001]本专利技术属于建筑施工
，尤其属于桥梁施工
，特别是一种基于BIM+FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法。

技术介绍

[0002]BIM为建筑信息模型的缩写，随着BIM技术发展，其在桥梁建造的应用也越来越广泛深入；FEM为有限元法或有限元素法的缩写，是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，FEM的应用可以将桥梁结构细部分析做得越来越深入。
[0003]随着大跨度桥梁的发展与建立，宽幅钢箱梁被使用在桥梁上，宽幅钢箱梁的分块与拼装是桥梁建造中一个关键的技术，其对桥梁的施工及其建造质量影响巨大；因此，将宽幅钢箱梁的分块和拼装与BIM+FEM先进技术结合，提高桥梁工程的建设效率与质量安全成为桥梁建设中必须解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是针对上述问题，公开一种基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法，通过BIM+FEM协同技术的应用，解决大型钢箱梁进行分段、分块的难点和解决施工图中的设计缺陷，提升施工质量，减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法，其特征在于：优化分块方法包括FEM优化阶段、BIM优化阶段和现场施工阶段；所述的FEM优化阶段是通过模拟和分析不同焊接方案的温度场、应力场和残余变形，获得最优的分块数量和焊缝位置；所述的BIM优化阶段是通过钢结构加工前对具体钢构件、节点的构造方式、工艺做法和工序安排进行优化调整，指导具体工艺加工；所述的现场施工阶段是在钢构件施工现场安装过程中，利用钢结构BIM模型数据，对每个钢构件的起重量、安装操作空间进行精确校核和定位，为复杂及特殊环境下的吊装和拼装施工创造实用价值。2.根据权利要求1所述的基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法，其特征在于：所述的FEM优化阶段通过以下步骤实现：S1：在有限元软件里面，根据设计图纸建立空间FEM几何模型；S2：设置材料属性，编辑钢材和焊材的热材料属性；S3：设置接触和加入移动热源，利用生死单元的方法模拟出焊接过程，最后提交作业算出温度场和与之相对应的应力场和残余变形；S4：通过模拟不同的方块方法，在有限元软件里面计算与之对应的温度场、应力场和残余变形，分析各个方法的受力，并且比较大小，取较小且最有效的分块方法得到最优的分块数量和焊缝位置。3.根据权利要求1所述的基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法，其特征在于：所述的BIM优化阶段通过以下步骤实现：S5：依据设计图纸建立BIM模型；S6：使用徕卡NovaMS50的三维激光扫描技术或高分辨率数字图像测量技术进行图像采集；S7：结合徕卡公司的GeoMoS、Cyclone、Infinity、MultiWorx软件，处理MS50全站扫描仪的数据，根据点云自动生成平面、曲面、圆柱、弯管和其他相应模型，并输出实测三维模型；S8：根据实测数据和理论数据，对预拼装检测项点综合分析，包括分析出预拼装段相对基准段实际偏差值，将不符合要求的单元反馈到加工制作并进行调整，合格的部分直接进入节段焊接环节。4.根据权利要求3所述的基于BIM和FEM协同的宽幅钢箱梁优化分块方法，其特征在于：所述BIM优化阶段中步骤S8的模拟预拼装有两种方式：第一种是理论模型与实测模型之间的比对，依据设计图纸搭建或者设计阶段传递下来的理论模型，和零构件加工完毕之后经测量搭建...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正全，潘艳军，范道林，漆连波，陆莎，陈勇安，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：