桥梁布置

按平分中矢法布置的铁路桥梁,需要给定每个桥墩的基础模板、墩身模板、顶帽模板、桥墩梁缝分界线里程、桥墩偏心距、桥墩预偏心、桥墩纵向偏心及每孔梁的主梁模板等来确定铁路桥梁在线路上的位置,相应的信息模型称为铁路桥梁综合布置模型。

创建

点击“铁路桥梁”页面中“桥梁信息模型”面板上的“桥梁综合布置1”按钮,将生成的模板放置于页面中任意位置

属性信息修改

激活“铁路桥梁布置”模型,填入每个桥墩、桥台的布置信息 具体模型信息主要包括:
(1)墩台墩号:每个桥墩或桥台的编号;
(2)墩台类型:有桥台、简支梁桥墩及连续梁主墩三种类型;当桥墩大小里程侧支撑梁体为简支梁和连续梁,该桥墩需定义为简支梁桥墩,连续梁中跨部分的桥墩则为连续梁主墩。
(3)梁缝分界线桩号:梁缝分界线在中桩点的桩号,对于桥台类型,有台前和台尾两个桩号,对于桥墩,则只有一个梁缝分界线桩号;
(4)纵向偏心:桥墩中心线纵向偏离梁缝分界线的距离;当桥墩中心线里程大于梁缝分界线里程时,纵向偏心距为正,反正为负;
(5)左、右侧梁缝值:桥墩所对应的小里程侧和大里程侧梁缝值;对于桥台台尾梁缝值为0;连续梁主墩处梁缝也为0;
(6)线间距:桥墩位置处左线线路与右线线路的间距;
(7)横向偏心E:对于直线段桥墩,横向偏心值为0,对于曲线上桥墩,横向偏心为平分中矢法的曲线偏心距E;
(8)横向预偏心E0:桥墩布置的横向预偏心值;
(9)基础模板:通过基础模板名称描述桥墩所采用的基础模板,对于桥台需要选择桥台基础模板;
(10)桩基长H1:桥墩桩基长度;
(11)墩身高度H2:承台顶面至墩颈截面的墩身部位高度;
(12)墩身模板:通过墩身模板名称描述桥墩所采用的墩身模板,对于桥台需要选择桥台墩身模板名称;
(13)顶帽模板:通过顶帽模板名称描述桥墩所采用的顶帽模板,对于桥台需要选择桥台顶帽模板名称;
(14)梁体模板:通过梁体模板名称描述桥墩的大里程侧桥跨的梁体模板。
(15)轨面纵断面设计高程与梁顶中心高程的差值△H

提示

  1. 铁路桥梁布置模型中所有数据可预先在Excel中输入,再在对话框的数据表格上单机鼠标右键,点击“Excel导入”,将Excel中的数据导入到对话框的表格数据区
  2. 预偏心:“ $ ”,代表自定义偏移方向,曲线外偏为正,则为:0.4,曲线内侧为负则为:“$-0.4”

三维信息模型应用

铁路桥梁三维信息模型创建后,可以用来实现以下数据处理:
1、计算和查询桥墩上承台、墩身及墩帽任意点的三维坐标;
2、复核设计给定的桥墩高程是否真确;
3、垫石螺栓孔坐标计算;
4、实现桥梁平面和立面的计算机模拟放样;
5、快速创建铁路桥梁的三维BIM模型,导入GIS中,实现线路的BIM+GIS的扩展应用。

平面坐标及高程查询

  • 激活“铁路桥梁布置”模型,在“墩台、梁体模板与计算”页面上,单击“综合计算Ⅰ”按钮即可得到“铁路桥梁计算成果”对象。

  • 激活“铁路桥梁计算成果”对象,在“平面成果”页面上,可以查询到预先定义的桩基、承台(基础)、墩身、顶帽、支座等部位的点位平面坐标,单击“输出Excel”按钮,可将上述坐标输出到Excel表;“距墩底高”数值,用来控制墩身截面的位置,输入不同距墩底高数值,可以查询到距离墩底某一高程的墩身截面计算点坐标。

  • 激活“铁路桥梁计算成果”对象,在“立面成果”页面上,可以查询到各墩台的桩基底高程、承台底高程、各级承台顶高程、墩颈处高程、垫石顶高程和轨顶的高程等信息。

桥梁平面和立面计算机模拟放样

  • 激活“铁路桥梁计算成果”对象,在“平面成果”页面上,勾选“线路中线”、“基础平面”、“墩身平面”、“顶帽平面”或“梁体平面”等选项,单击“计算机模拟放样”按钮,可以在一个新的图形页面上创建出所选内容的平面放样图;
  • 激活“铁路桥梁计算成果”对象,在“立面成果”页面上,单击“立面放样”按钮,可以在新建的页面中创建出桥梁立面放样结果,可以通过指示线查询得到立面图中任何一点的高程;点击“输出Excel”按钮,可以将桥墩各部位高程输出到Excel表。

AutoCAD三维输出

激活“铁路桥梁计算成果”对象,在“立面成果”页面上,单击“输出CAD三维效果图”按钮,可以在AutoCAD中查询全桥的三维模型,并且查询任意点的全真三维坐标。铁路桥梁AutoCAD三维造型的自动创建使得基于线路严密约束的路桥三维造型创建简单化,普通测量技术人员可快速掌握,这也是BIM技术必须完成的内容。

计算结果及设计资料复核

原则上,施工测量需要根据设计资料进行施工放样,但无论是在模型构建环节,还是在设计资料中,难免会出现一些错误或信息矛盾的现象,如不及时发现并加以纠正,将可能导致施工测量的质量事故。能够对所构建模型和设计资料可能存在问题,确保所构建模型和计算结果精准可控是路桥施工测量一项非常重要的职业能力。
计算复核主要包括依据铁路桥梁三维信息模型创建的模型及计算得到的坐标和高程数据是否正确,以及检查发现设计资料可能存在的线位信息问题。通过模型构建与应用,并与设计资料甚至第三方软件进行对比,可以及时发现计算结果或设计资料可能存在的问题。以下是计算复核的复核的几个重点:

  1. 桥墩结构尺寸复核:基础模板、墩身模板及顶帽模板的建模过程中,需要对桥墩的结构尺寸进行复核,包括基础尺寸、墩身尺寸及顶帽尺寸,下图为某设计提供的桥墩顶帽平面图,图中尺寸标注:1000≠190+560+190=940,表明尺寸标注存在问题。
  2. 梁缝分界里程复核:在桥梁立面布置图中,主要通过梁缝分界线里程来标记桥墩的里程位置,但也会出现桥墩中心里程标记,当两者混淆时,导致模型信息输入的错误,进而导致模型构建的错误。
    下图为某特大桥立面布置图,6#墩为(48+80+48)m连续梁主墩,梁缝分界里程为DK477+692.0;7#墩为边墩,梁缝分界里程到6#墩墩中心的距离为48.8m。可得7#墩梁缝分界里程为:(DK477+692.0)+48.8=DK477+740.8。图中表明,7#墩有纵向偏心值为0.1m,由:梁缝分界里程-0.1=墩中心里程,可以得到边墩墩中心里程为:(DK477+740.8)-0.1=DK477+740.7而设计提供了7#墩的一个里程DK477+740.75,二者不一致,检核出里程错误的现象,需要与设计单位沟通确认。
  3. 铁路曲线桥梁曲线偏角检核:在桥梁平面模拟放样的成果里,绘制折线,转折线的端点连接每个桥墩中心的边桩点得到桥梁工作线,查询折线夹角,与设计资料提供的曲线布置图或者曲线布置表中的偏角进行比较,实现偏角的复核。图中标示61、62#墩的偏角为0°10′13.54″,与曲线布置图中提供的偏角0°9′14并不一致,需要与设计单位沟通复核。
  4. 偏心距E值复核:单击 “综合模型-曲线平面布置-偏心试算”按钮,可偏心距E值的计算结果,将试算结果与曲线布置图中的偏心距E值做比较,实现偏心距E值的复核。曲线布置图中提供60-63号墩的偏心距E值均为0.01m,精确到cm级,与试算结果0.006m≈0.01m一致。
  5. 综合布置图中的高程复核:利用桥梁三维信息模型创建的立面放样成果,用指示线标示轨面处标高、承台底标高、垫石顶标高,与设计给定的立面布置图中标示的高程值做比较,实现立面布置图中高程及设计竖曲线的复核。立面样成果中标示的各部位高程值与设计立面布置图中的高程值一致,表明模型构建的高程系统正确。
  6. 设计资料的整体把控:通过计算机平面和立面模拟放样,可以直观地了解到桥墩墩身、基础和顶帽等部位之间的相对位置关系,判断它们基点是否重合,主梁支座垫石是否存在异常;同时通过自动输出创建的AutoCAD/Revit的三维BIM模型并导入到谷歌GIS模型中,实现基于BIM+GIS的测量应用,对设计资料进行整体性检核,避免因测量内业计算而出现大的施工事故。图中显示的是某铁路车站处复杂多线桥梁的BIM+GIS成果图,该图中桥梁涉及到变截面道岔连续梁、多条线路中线、不同简支梁跨度及三线共用门式墩等复杂桥梁问题;通过相应的BIM+GIS图可以对所构建模型形成真实且较为全面的理解,也是从另外一个视角对桥梁综合布置图、曲线布置图、各个桥墩构造图、主梁梁体结构图、各计算主线的平曲线要素表、竖曲线要素表、断链表等资料整体了解和把控。
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贡献者: CJH