[摘要] BIM能够准确精确地将各种不同类型的物体模拟建立出来并呈现给设计人员，接下来就让我们看看BIM技术在复杂钢箱拱桥的三维设计应用的案例。
箱形拱桥(box-ribbed arch bridge)
拱肋采用箱型截面，可用钢筋混凝土或钢建造的一种拱桥。钢筋混凝土箱形拱截面挖空率达50%～70%，与板拱相比大量减少圬工体积，减轻质量，节省上下部结构造价，但建造复杂。钢箱拱桥外形较简单，一般采用二片箱形拱肋。
今天小编带大家了解BIM技术在复杂钢箱拱桥的三维设计应用
1 桥梁项目基本情况
引桥1
3×20m单箱双室预应力连续箱梁，梁高1.4m，位于R=250平曲线上。
主桥
中承式箱型拱桥，主梁采用钢混组合结构，上为混凝土板，下为钢格子梁，梁高1.5m，主梁全长245m，采用2%纵坡。
引桥2
20m预应力简支箱梁，梁高1.4m。
图1 主梁横断面
图2 钢箱拱纵立面
2 传统软件的设计难度
原设计有较大变更
BIM建模过程中，由于业主对主桥是否建立人行道尚未确定，桥面宽度存在变更可能，传统软件在这种大变更的情况下，基本只能重新建模。
复杂的细部结构
每节段钢格子梁的隔板均非标准件，且隔板距离不尽相同，不能简单地通过复制粘贴实现。
图3 纵梁立面图
复杂曲线、曲面建模
钢箱拱由拱轴线是由一条幂函数构成，传统设计软件对这种复杂曲线通过多段线拟合，设计调整导致的数据核算较困难。
图4 主梁立面图
3 BIM解决方案
图5 梁宽为12m格子梁构件
图6 梁宽为14m格子梁构件
自定义模板
参数化建模的高级运用。一般以参数和骨架作为输入，定义构件跟输入之间的几何逻辑关系，实现批量实例化的目的，极大提高建模效率。以格子梁为例，通过发布横隔板间距作为参数，隔板间距不同，可通过在模板实例化过程中，调整每个节段隔板的距离实现不同节段格子梁的批量建模。
图7 边纵梁隔板距离1.8m
图8 边纵梁隔板距离1.4m
曲面设计
钢箱拱是复杂空间曲面，传统二维设计难以表达清楚，采用CATIA进行三维设计可通过定义法则曲线得到拱轴线，再通过拱轴线形成曲面，再对曲面进行加厚，得到三维钢箱拱。
图9 定义法则曲线得到拱轴线
图10 钢箱拱模型
图11
图12
模型的有限元分析
有限元分析完成后，可查看整体模型的MISES应力云图及各板件应力云图(见图13—16)。由图5可知，整个模型的应力主要集中在与吊杆连接的圆孔处，除了该点处，其他板件都没有达到屈服强度(350MPa)，整个结构的所有板件强度满足要求。
图13
图14
图15
图16
以上就是“BIM实操分享：BIM技术在复杂钢箱拱桥的三维设计应用”的内容分享，以供大家参考和学习。大家可以多加练习，才能更好掌握BIM技术。建筑界BIM频道与您一同关注更多BIM最新资讯，分享更多BIM的研究成果，欢迎关注我们~
