基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法技术

本申请涉及顶管施工技术领域，公开了一种基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，包括：建立顶管施工范围内的周边地下管线的管线三维模型；确定顶管施工范围内的待施工顶管的最大影响横断面；以待施工顶管的施工线路为轨迹，并以待施工顶管的最大影响横断面为截面，确定待施工顶管的顶管扰动三维模型；在顶管施工范围内，确定顶管扰动三维模型和周边地下管线三维模型的碰撞信息。本申请建立了土体影响范围模型(即顶管扰动三维模型)，再通过土体影响范围模型去分析顶管施工影响范围与周边地下管线的碰撞关系，能够精确、快速地定位顶管对周边地下管线的影响，提高施工效率和对周边地下管线的保护效果。线的保护效果。线的保护效果。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法


[0001]本申请涉及顶管施工
，特别是涉及一种基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法。

技术介绍

[0002]顶管施工是一种较高使用频率的非开挖技术，在城市的给排水施工中被普遍采用。由于顶管施工不可避免的会对周围土体和周边地下管线产生扰动，如何在施工过程中对周边地下管线进行有效保护，是顶管施工顺利实施的关键。
[0003]顶管工程实施前，需要根据相关产权单位提供的地下管线情况和现场实际情况，掌握周边地下管线的性质、埋深及走向，制定出避免顶管施工对周边地下管线产生损伤的具体方案。传统的避免顶管施工对周边地下管线产生损伤的分析方法中，对顶管施工影响周边地下管线的具体位置和程度难以估计，造成前期工作周期延长，在工程的资源消耗、质量安全、环境保护等方面劣势愈专利技术显。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，解决了对顶管施工中影响周边地下管线的具体位置和程度分析不精确的技术问题，达到了提高顶管施工中对周边地下管线的影响的具体位置和程度的分析效率和分析精度的技术效果。
[0005]本申请实施例提供一种基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，方法包括：建立顶管施工范围内的周边地下管线的管线三维模型；确定顶管施工范围内的待施工顶管的最大影响横断面；以待施工顶管的施工线路为轨迹，并以待施工顶管的最大影响横断面为截面，确定待施工顶管的顶管扰动三维模型；在顶管施工范围内，确定顶管扰动三维模型和周边地下管线三维模型的碰撞信息。
[0006]在一种可能的实现方式中，确定顶管施工范围内的待施工顶管的最大影响横断面，包括：通过有限元分析获得待施工顶管对土体扰动的应力位移图；根据预设的土体应力阈值和土体位移量阈值，在应力位移图中确定顶管对土体扰动的最大影响横断面。
[0007]在一种可能的实现方式中，通过有限元分析获得待施工顶管对土体扰动的应力位移图，包括：确定有限元分析的基础模型，有限元分析的基础模型包括用于模拟土体的多个网格和模拟的顶管管节；输入土体参数和顶管管节参数，施加荷载；通过有限元分析得到待施工顶管对土体扰动的应力位移图。
[0008]在一种可能的实现方式中，土体参数包括土体的压缩模量、土体的泊松比、土体的粘聚力、土体的内摩擦角、土体的密度。
[0009]在一种可能的实现方式中，顶管管节参数包括顶管管节的压缩模量、顶管管节的泊松比、顶管管节的密度。
[0010]在一种可能的实现方式中，根据预设的土体应力阈值和位移量阈值，在应力位移图中确定顶管对土体扰动的最大影响横断面，包括：
[0011]如果第一网格的应力值大于所述土体应力阈值，或者所述第一网格的位移量大于所述土体位移量阈值，则所述第一网格属于所述对土体扰动的最大影响横断面；其中，第一网格为用于模拟土体的多个网格中的任意一个。
[0012]在一种可能的实现方式中，在顶管施工范围内，确定顶管扰动三维模型和周边地下管线三维模型的碰撞信息，包括：将顶管扰动三维模型分割为多个顶管扰动三维模型管节；在顶管施工范围内，确定多个顶管扰动三维模型管节和周边地下管线三维模型的碰撞信息。
[0013]在一种可能的实现方式中，将顶管扰动三维模型分割为多个顶管扰动三维模型管节，包括：在Revit软件中，以待施工顶管的最大影响横断面为横截面，以待施工顶管的设计轨迹为轨迹，创建多个2点自适应点的柱状自适应族；其中，第一2点自适应点的柱状自适应族表示第一顶管扰动三维模型管节，第一2点自适应点的柱状自适应族为多个2点自适应点的柱状自适应族中的任意一个。
[0014]在一种可能的实现方式中，将顶管扰动三维模型分割为多个顶管扰动三维模型管节，包括：确定多个顶管扰动三维模型管节的编号，第一顶管扰动三维模型管节编号用于指示第一顶管管节。
[0015]在一种可能的实现方式中，在顶管施工范围内，确定多个顶管扰动三维模型管节和周边地下管线三维模型的碰撞信息，包括：在Navisworks软件中，确定多个顶管扰动三维模型管节和周边地下管线三维模型的碰撞信息。
[0016]本申请实施例提供的一种基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，具有以下有益效果：
[0017]本申请实施例通过以上步骤，建立了土体影响范围模型(即顶管扰动三维模型)，再通过土体影响范围模型去分析顶管施工影响范围与周边地下管线的碰撞关系，能够精确、快速地定位顶管施工对周边地下管线的影响，提高施工效率和对周边地下管线的保护效果。
附图说明
[0018]图1是本申请实施例中的基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法的结构示意图；
[0019]图2是本申请实施例中的一例周边地下管线三维模型的示意图；
[0020]图3为本申请实施例中一例最大影响横断面的示意图；
[0021]图4是本申请实施例提供的一例顶管施工中顶管扰动三维模型的示意图；
[0022]图5是本申请实施例提供的一例顶管扰动三维模型和周边地下管线三维模型的碰撞关系示意图；
[0023]图6是通过有限元分析获得顶管施工对土体扰动的最大影响横断面的流程示意图；
[0024]图7是本申请实施例提供的一例基于有限元分析获得顶管施工对土体扰动的最大影响横断面的二维平面模型示意图；
[0025]图8是对土体扰动进行有限元分析时的具体的设置和参数的流程示意图；
[0026]图9是一例顶管施工对土体扰动的最大影响横断面的示意图；
[0027]图10是一例包括多个2点自适应点的柱状自适应族的顶管扰动三维模型的示意
图；
[0028]图11是本申请实施例中的顶管施工的一例碰撞分析方法得到的碰撞报告的示意图。
具体实施方式
[0029]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0030]还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0031]如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0032]另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，其特征在于，所述方法包括：建立顶管施工范围内的周边地下管线的管线三维模型；确定所述顶管施工范围内的待施工顶管的最大影响横断面；以所述待施工顶管的施工线路为轨迹，并以所述待施工顶管的最大影响横断面为截面，确定所述待施工顶管的顶管扰动三维模型；在所述顶管施工范围内，确定所述顶管扰动三维模型和所述周边地下管线三维模型的碰撞信息。2.如权利要求1所述的基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，其特征在于，所述确定所述顶管施工范围内的待施工顶管的最大影响横断面，包括：通过有限元分析获得所述待施工顶管对土体扰动的应力位移图；根据预设的土体应力阈值和土体位移量阈值，在所述应力位移图中确定顶管对土体扰动的最大影响横断面。3.如权利要求2所述的基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，其特征在于，所述通过有限元分析获得所述待施工顶管对土体扰动的应力位移图，包括：确定有限元分析的基础模型，所述有限元分析的基础模型包括用于模拟土体的多个网格和模拟的顶管管节；输入土体参数和顶管管节参数，施加荷载；通过有限元分析得到所述待施工顶管对土体扰动的应力位移图。4.如权利要求3所述的基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，其特征在于，所述土体参数包括土体的压缩模量、土体的泊松比、土体的粘聚力、土体的内摩擦角、土体的密度。5.如权利要求3所述的基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，其特征在于，所述顶管管节参数包括顶管管节的压缩模量、顶管管节的泊松比、顶管管节的密度。6.如权利要求3所述的基于BIM的顶管施工的碰撞分析方法，其特征在于，所述根据预设的土体应力阈值和土体位移量阈值，在所述应力位移图中确定顶管对土体扰动的最大影响横断面，包括：如...

【专利技术属性】
技术研发人员：邴哲伟，
申请(专利权)人：中国化学工程第四建设有限公司，
类型：发明
国别省市：