CN111625971A - 一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，涉及建筑工程施工技术领域，包括以下步骤：预制构件的参数化建模；钢筋结构分析；预制构件模型分析；现场安装。本发明基于有限元软件创建装配式桥梁的预制构件及整个桥梁模型，并进行预制构件拼装施工模拟及受力分析，针对各影响因素制定保证受力状态正常的针对性措施，并输入三维有限元模型，进行最终的仿真模拟及现场施工和动态调整，有效提升了装配式桥梁预装构件拼装的牢固性，取得较好的社会效益和经济效益。

Description

一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，尤其是涉及一种装配式混凝土桥梁预制 构件拼装方法。

背景技术

装配式桥梁结构通过预制装配式的施工方法可以大大提高机械化操作水平， 在保证工程质量的前提下，大大加快了施工进度，提高了施工生产效率，有利于 环境保护。然而，预制构件的连接是受力的薄弱部位，其受力容易发生破坏，是 施工的关键工序，其施工质量的好坏，不仅影响到桥梁的外观质量，也直接关系 到桥梁的内在质量和使用寿命，它损坏与否对桥梁结构整体的损伤乃至倒塌起着 举足轻重的作用，是桥梁工程中质量控制的难点和重点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种装配式混 凝土桥梁预制构件拼装方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种装配式混凝土桥梁预 制构件拼装方法，包括如下步骤：

(1)预制构件的参数化建模

首先现场实地扫描，进行实景测绘，然后利用受力分析软件进行受力分析， 最后对不同类型的构件设置参数，通过参数的调节来快速地建立其他类型的构 件，建立项目的预制构件族库，通过不同构件之间的拼接来进行敲标段桥梁模型 的建立；

(2)钢筋结构分析

通过BIM技术建立预制构件内部的钢筋模型，并使用Navisworks进行分析， 再通过设置误差值，将钢筋的设计失误控制在毫米级别；

(3)预制构件模型分析

首先通过三维可视化有限元模型进行预制构件拼装施工模拟，分析所有连 接处的受力状态和预制构件模型参数；然后根据连接处受力状态分析相关因素的 影响；再针对各影响因素制定保证受力状态正常的针对性措施；最后针对性措施 输入三维有限元模型，进行最终的仿真模拟；

(4)现场安装

通过Navisworks软件中导入施工进度计划，将预制构件与对应的工期时间 段进行附着关联，创建出最初的建筑结构的4D工期动画；将构件的4D工期动画 时向工厂进行信息输送，按照仿真模拟进行预制构件拼装施工，并进行动态调整。

优选的，所述预制构件模型参数包括预制构件类型、结构形式、几何尺寸、 边界条件、荷载条件等。

优选的，步骤(4)进一步包括：利用BIM技术和模拟技术进行可视化的过 程模拟，分析施工工序、进度计划、资源配置等可行性。

优选的，步骤(4)进一步包括：预制构件生产完成后，对预制构件进行扫 描，并将相关存储以及运输信息同步到BIM模型当中，实现构件存储运输的全过 程信息跟踪，及时做好储存、运输、进现场的统一协调。

优选的，所述的仿真模拟包括每个预制构件、整体桥梁、连接方式及相关保 证连接处受力状态的针对性措施。

优选的，步骤(4)进一步包括：所述动态调整中一旦发现设计问题，则进 行图纸修改、再建模、再检测，直至全部解决设计问题，整个设计优化过程是一 个循环过程:设计→建模→检测→设计。

本发明的有益效果是：

1、本发明基于有限元软件创建装配式桥梁的预制构件及整个桥梁模型，并 进行预制构件拼装施工模拟及受力分析，针对各影响因素制定保证受力状态正常 的针对性措施，并输入三维有限元模型，进行最终的仿真模拟及现场施工和动态 调整，有效提升了装配式桥梁预装构件拼装的牢固性，取得较好的社会效益和经 济效益。

2、本发明利用BIM应用为载体的项目管理信息化，能够提升项目生产效率、 提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本。

3、本发明利用三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工；随时随 地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监 理方对工程项目的各种问题和情况了如指掌。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。

本发明提供的一种实施例：一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，包括 如下步骤：

(1)预制构件的参数化建模

首先现场实地扫描，进行实景测绘，然后利用受力分析软件进行受力分析， 最后对不同类型的构件设置参数，通过参数的调节来快速地建立其他类型的构 件，建立项目的预制构件族库，通过不同构件之间的拼接来进行敲标段桥梁模型 的建立；

(2)钢筋结构分析

通过BIM技术建立预制构件内部的钢筋模型，并使用Navisworks进行分析， 再通过设置误差值，将钢筋的设计失误控制在毫米级别；

(3)预制构件模型分析

首先通过三维可视化有限元模型进行预制构件拼装施工模拟，分析所有连接 处的受力状态和预制构件模型参数；然后根据连接处受力状态分析相关因素的影 响；再针对各影响因素制定保证受力状态正常的针对性措施；最后针对性措施输 入三维有限元模型，进行最终的仿真模拟；

(4)现场安装

通过Navisworks软件中导入施工进度计划，将预制构件与对应的工期时间 段进行附着关联，创建出最初的建筑结构的4D工期动画；将构件的4D工期动画 时向工厂进行信息输送，按照仿真模拟进行预制构件拼装施工，并进行动态调整。

其中：所述预制构件模型参数包括预制构件类型、结构形式、几何尺寸、边 界条件、荷载条件；步骤(4)进一步包括：利用BIM技术和模拟技术进行可视 化的过程模拟，分析施工工序、进度计划、资源配置可行性；步骤(4)进一步 包括：预制构件生产完成后，对预制构件进行扫描，并将相关存储以及运输信息 同步到BIM模型当中，实现构件存储运输的全过程信息跟踪，及时做好储存、运 输、进现场的统一协调；所述的仿真模拟包括每个预制构件、整体桥梁、连接方 式及相关保证连接处受力状态的针对性措施；步骤(4)进一步包括：所述动态 调整中一旦发现设计问题，则进行图纸修改、再建模、再检测，直至全部解决设计问题，整个设计优化过程是一个循环过程:设计→建模→检测→设计。

本发明基于有限元软件创建装配式桥梁的预制构件及整个桥梁模型，并进行 预制构件拼装施工模拟及受力分析，针对各影响因素制定保证受力状态正常的针 对性措施，并输入三维有限元模型，进行最终的仿真模拟及现场施工和动态调整， 有效提升了装配式桥梁预装构件拼装的牢固性，取得较好的社会效益和经济效 益。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思 和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案 直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)预制构件的参数化建模

首先现场实地扫描，进行实景测绘，然后利用受力分析软件进行受力分析，最后对不同类型的构件设置参数，通过参数的调节来快速地建立其他类型的构件，建立项目的预制构件族库，通过不同构件之间的拼接来进行敲标段桥梁模型的建立；

(2)钢筋结构分析

通过BIM技术建立预制构件内部的钢筋模型，并使用Navisworks进行分析，再通过设置误差值，将钢筋的设计失误控制在毫米级别；

(3)预制构件模型分析

首先通过三维可视化有限元模型进行预制构件拼装施工模拟，分析所有连接处的受力状态和预制构件模型参数；然后根据连接处受力状态分析相关因素的影响；再针对各影响因素制定保证受力状态正常的针对性措施；最后针对性措施输入三维有限元模型，进行最终的仿真模拟；

(4)现场安装

通过Navisworks软件中导入施工进度计划，将预制构件与对应的工期时间段进行附着关联，创建出最初的建筑结构的4D工期动画；将构件的4D工期动画时向工厂进行信息输送，按照仿真模拟进行预制构件拼装施工，并进行动态调整。

2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，其特征在于：所述预制构件模型参数包括预制构件类型、结构形式、几何尺寸、边界条件、荷载条件等。

3.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，其特征在于：步骤(4)进一步包括：利用BIM技术和模拟技术进行可视化的过程模拟，分析施工工序、进度计划、资源配置等可行性。

4.一种基于权利要求1所述的一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，其特征在于：步骤(4)进一步包括：预制构件生产完成后，对预制构件进行扫描，并将相关存储以及运输信息同步到BIM模型当中，实现构件存储运输的全过程信息跟踪，及时做好储存、运输、进现场的统一协调。

5.一种基于权利要求1所述的一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，其特征在于：所述的仿真模拟包括每个预制构件、整体桥梁、连接方式及相关保证连接处受力状态的针对性措施。

6.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土桥梁预制构件拼装方法，其特征在于：步骤(4)进一步包括：所述动态调整中一旦发现设计问题，则进行图纸修改、再建模、再检测，直至全部解决设计问题，整个设计优化过程是一个循环过程:设计→建模→检测→设计。