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BIM技术在工程设计领域的密集应用，使得对BIM软件专业开发的需求更加迫切。目前的普遍情况是，国内专业软件完成设计任务的能力较高，但处理BIM模型和信息的能力较弱，而国外BIM软件则相反。有句话说：“国产软件上不了天，国外软件下不了地。”
尽管BIM给工程行业带来了诸多便利，但其实际实施也面临诸多挑战。主要有以下几个方面： 首先，BIM正在兴起，大多数从业者对它还很陌生。然而，如果想要制定科学合理的BIM应用方案，则需要对BIM有深入的了解。还需要足够的工程施工经验来掌握BIM的理论知识，掌握BIM核心软件，并熟练操作。其次，BIM技术应用规模有限。目前，许多小型设计施工部门仍然使用传统的手绘图纸和平面CAD，加之落后的技术水平和过时的管理模式，这种现象很难改变，而BIM技术也难以推广。第三，缺乏合适的工具将设计师生成的二维设计图转换为BIM模型，迫使设计师在创建BIM模型时重新设计。
针对BIM应用过程中的上述问题，需要开发能够快速完成桥梁建模的BIM软件。然而，从头开始开发BIM 桥梁设计系统需要一系列的研究、设计、开发和测试任务，这些任务极其耗时且资金密集。基于桥梁专家系统的BIM模块的开发大大缩短了开发周期和成本。因此，我们以Revit为基础平台，分析了路桥工程的设计结果（桥梁专家系统的工程文件），快速创建了路桥BIM模型，并绘制了系统配置图。
系统配置图
技术路线我们的设计思路是通过分析Bridge Expert System项目文件，使用Autodesk Revit建立组件编程模型，然后驱动Revit自动构建桥梁BIM模型。生成几何和非几何属性信息。
桥梁专家系统经过多次修改和更新，现在支持创建各种传统桥梁，包括圆柱形桥墩以及T 型梁、小箱梁和空心板。棱柱桥墩、薄壁桥墩、空心桥墩、U型平台、肋板平台、分离承台、桩平台等桥墩类型。
关键技术路桥BIM设计系统基于上述设计理念而开发，采用常规输入方式，通过自动分析生成并输出3D模型和BIM信息。该软件的用户界面比较简单，顶部是工具栏，左侧是项目树结构面板，中间是模型预览区域。该软件易于上手、易于使用，并且几乎没有学习成本。道路桥梁BIM设计系统采用Autodesk Revit二次开发技术、参数化模型设计、构件编程等关键开发技术，将桥梁专家系统的图形设计结果直接转换为BIM模型，方便快捷地解决问题。介绍如何创建BIM 模型。设计桥梁的图形设计将设计结果转换为BIM 模型的问题。
参数化模型设计参数化设计是Autodesk 建议的主题。这不仅使模型设计具有交互性，而且还能自动完善模型。目前，这是设计领域的一个重要课题，需要进一步研究。在Autodesk Revit 中，Revit 系列是一类特定类别的图元，它根据一组通用参数（属性）、相同的用法和图形表示的相似性对图元进行分组。参数化模型可以通过族创建。使用参数化设计技术开发的特殊产品设计系统将设计人员从许多困难且琐碎的绘图任务中解放出来，显着提高了设计速度并减少了存储的信息量。
路桥BIM设计系统中图形参数化流程及设计流程如下：标准模型处理流程首先分析模型中几何元素的几何拓扑和约束，确定主要形状和位置。或者，您可以使用组件的尺寸作为自定义变量，即与桥梁设计相关的设计参数，并在几何体的尺寸和位置信息与这些设计参数之间建立函数关系。通过检查模型中参数和几何形状之间的相关性来完成模型的参数化处理。
组件化编程模型近年来，各大游戏引擎在开发过程中普遍采用组件编程模式。与面向对象的编程模型相比，它可以更好地处理游戏中不同对象的动态组合和变化。构件编程模型可用于解决桥梁上部结构主梁与下墩之间的动力耦合问题。公路桥梁BIM设计系统的组件编程模型由三类组成：节点、几何约束和参数。每个节点可以包含多组几何约束。每个几何约束可以包括一个或多个参数。更改几何约束的参数会相应地更改节点内的所有关联尺寸，从而自动更改整个模型。几何约束是几何实体之间施加的约束，包括尺寸约束（距离、长度等）和拓扑约束（平行、垂直、重合等）。
BIM 桥梁模型由一组基本几何元素组成。这些基本的几何元素包括点、线、圆、弧、抛物线等。从蓝图中提取一组或多组几何约束，并从约束中提取参数，构建有机的约束系统。通过这些集体约束系统，建立构件模型，实现桥梁构件的动态组合和修改。
工程应用中交第二公路桥梁BIM设计系统采用了本文所述的思路，并已应用于多个公路工程BIM设计项目中，显着减少了桥梁建模所需的工作量，取得了良好的效果。
通过道路桥梁BIM设计系统的研发，解决了如何方便快捷地将桥梁面设计结果转换为BIM模型的问题，最终达到桥梁快速建模的目标。它克服了手动建模耗时且容易出错的挑战，为BIM技术与现有设计软件相结合以提高设计效率提供了参考。我们相信，随着进一步的应用和探索，BIM技术的优势将得到进一步发挥，成为行业发展的新动力。
本文发表于杂志/《桥梁·BIM视界》
2019年第2期总数9
作者/姜鹏王新楠
作者单位/中交二路研究设计院有限公司
文章来源：桥梁杂志
