基于revit及其插件的橋梁快速建模
——以滬蓉鐵路上跨江淮運(yùn)河特大橋為例

朱善美，郝國宇 （中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司，安徽 合肥230041）

1 引言

當(dāng)前BIM技術(shù)發(fā)展越來越成熟，BIM具有數(shù)據(jù)量大，直觀，方便等特點(diǎn)。Revit平臺兼容性強(qiáng)[1][2]，插件實(shí)現(xiàn)功能較為全面。隨著數(shù)字化城市和智能化施工的逐步推廣，基于Revit及其插件，將跨區(qū)域、線路長、工點(diǎn)多的工程建立模型，進(jìn)行直觀的表達(dá)和相關(guān)的其他工作，便于后期二次開發(fā)與使用將變得至關(guān)重要。文章以滬蓉鐵路上跨江淮運(yùn)河特大橋為例，進(jìn)行橋梁快速建模的流程，適用于鐵路，公路及地鐵等案例。

2 工程概況

滬蓉鐵路上跨江淮運(yùn)河特大橋里程范圍GDK489+401.170～GDK490+315.920，中心里程GDK489+858.545，長度914.75m。主要包括鉆孔樁、承臺、墩身、支架現(xiàn)澆簡支梁24孔,128m系桿拱1孔及其相關(guān)附屬工程。

3 橋梁快速建模

BIM模型建模目的在于克服工程項目平面設(shè)計圖紙在時間空間上的局限性影響，真實(shí)完全地系統(tǒng)展示工程實(shí)體及其他相關(guān)信息，指導(dǎo)工程決策、設(shè)計、施工和運(yùn)營等全壽命周期管理，因此模型的準(zhǔn)確性至關(guān)重要?；趓evit及其插件的快速建模方法，利用dynamo引入坐標(biāo)系統(tǒng)精準(zhǔn)定位構(gòu)件，進(jìn)行模型的快速建模及拼裝，利用BIM One進(jìn)行模型的信息的錄入與提取，更好地保證了BIM模型的準(zhǔn)確性和快捷性。

3.1 建模分析

結(jié)合滬蓉鐵路上跨江淮運(yùn)河特大橋工程的特點(diǎn)，在建模之初進(jìn)行規(guī)劃，制定符合該工程的建模思路。

①構(gòu)件信息的分析：以本工程為例，構(gòu)件類型為樁基、承臺、墩柱、墊石、梁體及拱部，歸納各類型的尺寸，建立對應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行驅(qū)動。

②拼裝思路的分析：該工程整體線型分為直線和緩和曲線，根據(jù)相關(guān)線路參數(shù)計算線路中心相對坐標(biāo)后生成整體線型，再根據(jù)構(gòu)件相對關(guān)系進(jìn)行項目拼裝。

③坐標(biāo)系統(tǒng)的分析：由于工程坐標(biāo)遠(yuǎn)離參考坐標(biāo)原點(diǎn)，在Revit軟件系統(tǒng)中會增加建模難度，因此選用相對坐標(biāo)系進(jìn)行構(gòu)件坐標(biāo)的計算，再根據(jù)Revit軟件坐標(biāo)軸與施工坐標(biāo)軸XY定義方向的不同，將相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為模型坐標(biāo)。

④重難點(diǎn)分析：該項目包含平曲線與縱曲線，因此重難點(diǎn)為主體構(gòu)件的姿態(tài)調(diào)整，即模型與線路中心線的角度調(diào)整。

⑤模型簡化：樁基與承臺的相對關(guān)系較為單一，可在Revit建模過程中歸納為一類構(gòu)件；墩柱與墊石的相對位置固定，可歸納為一類構(gòu)件；拱部數(shù)量較少，可與其對應(yīng)的梁體歸納為一類構(gòu)件。

3.2 建模流程

傳統(tǒng)的建模過程為族庫建立，根據(jù)相對關(guān)系進(jìn)行模型拼裝，該過程并不能準(zhǔn)確的反映工程情況，并且對于構(gòu)件數(shù)量龐大的工程增加了建模的繁瑣程度，不具備通用性。因此可使用Revit的相關(guān)插件，進(jìn)行更準(zhǔn)確的項目拼裝。

3.3 基于Revit插件進(jìn)行模型拼裝

3.3.1 構(gòu)件創(chuàng)建

根據(jù)族的要求及建模特點(diǎn)，選擇合適的族樣板[3]，將可以簡化的族根據(jù)相對關(guān)系加載進(jìn)要整合的構(gòu)件中，形成新的構(gòu)件。

3.3.2 模型拼裝思路與步驟

①信息庫建立

根據(jù)圖紙?zhí)峁┑木€路參數(shù)信息計算相對坐標(biāo)，根據(jù)里程建立信息庫。

提取出各構(gòu)件的點(diǎn)位信息，選定相互關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)信息：承臺-承臺中心里程點(diǎn)坐標(biāo)和高程；墩柱-墩柱里程中心點(diǎn)坐標(biāo)和高程；梁體-起始與終止點(diǎn)的里程坐標(biāo)與高程。

②構(gòu)件參數(shù)化

單獨(dú)建立的參數(shù)化樁基、承臺、墩柱，根據(jù)相對關(guān)系進(jìn)行分類后，將樁基族載入承臺族中，整合為命名為某某類型承臺，將墩柱與墊石整合，將拱部與相對應(yīng)的梁體整合，達(dá)到簡化參數(shù)與族類型的目的。

③模型拼裝

結(jié)合dynamo的相關(guān)編程塊進(jìn)行項目拼裝，主要分為：承臺墩柱等的布置及調(diào)整和箱梁的布置。

a.根據(jù)之前建立好的excel信息庫，使用File Path編程塊實(shí)現(xiàn)excel信息庫的讀取，使用Data.Importexcel編程塊，選定導(dǎo)入進(jìn)dynamo的excel數(shù)據(jù)，使用List.dropltems編程塊將excel表格的表頭部分剔除，最后通過List.Transpose編程塊將讀取進(jìn)來以行展示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置成以列的形式展示。

b.根據(jù)計算好的相對點(diǎn)位，生成線路中心線，在里程點(diǎn)位處放置好已經(jīng)整合過后的下部結(jié)構(gòu)族，根據(jù)線路中心線生成各里程點(diǎn)處的切線方向后，調(diào)整族的平面姿態(tài)。

此步驟不僅可以避免樁基結(jié)構(gòu)多、相對坐標(biāo)計算繁雜的弊端，還可以根據(jù)樁基與承臺的相對關(guān)系，在模型拼裝完成后，對樁基位置進(jìn)行二次復(fù)核。

c.將線路中心線根據(jù)里程點(diǎn)位切分成軸線段，每一段放置已整合過后的相關(guān)上部結(jié)構(gòu)族。

對生成的軸線段的數(shù)量進(jìn)行檢核，判斷是否符合要求。若出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，根據(jù)list.replaceltematindex編程塊，將缺失數(shù)據(jù)單獨(dú)提取創(chuàng)建成的軸線段添加進(jìn)原數(shù)據(jù)列，重新生成軸線段后，放置上部結(jié)構(gòu)族。

基于dynamo進(jìn)行項目拼裝，可以根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的模型拼裝，并使用一定的編程塊計算出各里程處的切線方位角，將承臺，樁基，墩柱等構(gòu)件調(diào)整至該方位角，使模型整體與實(shí)際完全一致。使用該方法可避免傳統(tǒng)建模的單個構(gòu)件調(diào)整，節(jié)省建模時間并提高準(zhǔn)確度。

④創(chuàng)建零件

前期的簡化構(gòu)件以整體的形式加載入Revit項目中，但為了更好的展示項目信息，可根據(jù)實(shí)際需要將其創(chuàng)建成零件的形式，且這種方式并不會影響構(gòu)件相互間的邏輯關(guān)系。

在Revit中框選中所有承臺與樁基，在修改選項欄中選擇創(chuàng)建-創(chuàng)建零件，將簡化構(gòu)件重新分割成單一個體。

3.4 信息導(dǎo)入導(dǎo)出

BIM模型作為工程信息的載體，需要對其所有構(gòu)件進(jìn)行信息的錄入與讀取。傳統(tǒng)建模方式需要逐個載入構(gòu)件信息，這種方式對于構(gòu)件數(shù)量多、信息層次復(fù)雜的項目并不實(shí)用，而其輸出的數(shù)據(jù)不可編輯。而借助BIM One插件，可以快速批量地導(dǎo)入導(dǎo)出項目信息。

首先需要根據(jù)工程特點(diǎn)創(chuàng)建項目參數(shù)，添加文字屬性參數(shù)，根據(jù)信息層次進(jìn)行分級，再創(chuàng)建明細(xì)表（體量明細(xì)表、零件明細(xì)表等），使用BIM One插件將明細(xì)表導(dǎo)出成excel，在excel中批量添加信息后，再次導(dǎo)入到Revit中。

添加項目信息時，利用excel進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出[4]，需注意零件與實(shí)際位置的相關(guān)關(guān)系，按一定規(guī)律錄入信息。

4 建模方法總結(jié)

基于revit及其插件的快速建模方法在本工程中的實(shí)際應(yīng)用，體會如下：

①傳統(tǒng)的建模思路為建模方法提供建模思路基礎(chǔ)，但不適用于構(gòu)件類型復(fù)雜的項目；

②Dynamo的可視化編程語言的靈活性，及其代碼的開源性[5]，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建模的不足，并且增加了一種更快捷高效的建模方法與思路；

③傳統(tǒng)建模的方法存在模型定位誤差、與實(shí)際工程不能完全擬合的不足，將坐標(biāo)系的引入很好地解決了這一問題；

④根據(jù)項目特點(diǎn)，在模型拼裝前期進(jìn)行構(gòu)件合并，既不影響模型的準(zhǔn)確度，又可簡化模型，節(jié)省建模所需運(yùn)行內(nèi)存，降低建模的困難程度，更好地實(shí)現(xiàn)了快速建模。

⑤相比傳統(tǒng)建模信息的逐個錄入方式，BIM One作為Revit的插件可以有效的降低信息錄入的工作量，簡化信息錄入的難度，實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的批量導(dǎo)入導(dǎo)出。

5 結(jié)語

基于Revit及其相關(guān)的插件，在建模方面可為工程的開展、信息庫的建立、直觀的展示提供更加準(zhǔn)確和完備的信息，為模型的建立提供一種新方法。

建模是BIM工作的基礎(chǔ)，也是最為繁瑣的環(huán)節(jié)，基于dynamo的技術(shù)，可以批量、精準(zhǔn)地建模并調(diào)整模型姿態(tài)，基于BIM One的插件，可以更快捷的實(shí)現(xiàn)批量導(dǎo)入導(dǎo)出信息。

使用Revit軟件并熟練應(yīng)用相關(guān)的插件，提高建模效率，積累的邏輯算法模塊，便于后續(xù)其他項目的建模應(yīng)用。