[发明专利]基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法

说明书

本发明涉及一种基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法，包括如下步骤：S1：获取线路平面和纵断面数据，生成盾构隧道曲线区段中心线三维空间曲线；S2：根据设计图建立单环管片三维模型；S3：沿所述盾构隧道曲线区段中心线三维空间曲线进行线路预拼装；S4：获取线路各单环管片预拼装排版图；步骤S5：按照预拼装排版图进行实体构件安装。本发明所提出的一种基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法，通过创建盾构隧道曲线区段管片圆环BIM模型，实现了盾构隧道曲线区段管片布置的三维可视化设计，其生成的模型直观形象，且便于修改，有利于提高盾构隧道曲线区段管片的设计与拼装效率。

技术领域

本发明涉及地下岩土工程盾构管片安装技术领域，特别是一种基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法。

背景技术

经济发达的城市开始修建地铁工程，盾构施工技术普遍应用于地铁工程中。盾构法施工的隧道衬砌主要采用装配式衬砌，衬砌为预制的钢筋混凝土管片，它们构成了盾构隧道的主体结构并承受四周土体的荷载。

盾构隧道是由一系列管片排列而成的，可以看成一组短折线的集合，近似地拟合成实际线路。传统的普通管片对于平面曲线可以通过转弯环来模拟。目前，常采用通用型楔形管片,通过改变环与环的位置来达到转弯或竖曲线的目的。

对于传统的盾构隧道曲线段管片设计方法，其存在以下缺点和局限:(1)设计成果为二维图纸，无法如三维模型那样直观。（2）难以事先考虑每一环管片的拼装，容易造成累积误差过大。（3）难以根据整条线路曲率来选择管片楔形量，达到拼装出所需曲率的线路。

BIM作为一种新兴的建筑模型设计方法，其具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等优点，基于BIM方法对盾构隧道曲线区段管片预拼装设计，便于选择合适的通用型管片以及选择累积误差最小的管片拼装方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法，包括如下步骤：

步骤S1：获取线路平面和纵断面数据，生成盾构隧道曲线区段中心线三维空间曲线；

步骤S2：根据设计图建立单环管片三维模型；

步骤S3：沿所述盾构隧道曲线区段中心线三维空间曲线进行线路预拼装；

步骤S4：获取线路各单环管片预拼装排版图；

步骤S5：按照预拼装排版图进行实体构件安装。

在本发明一实施例中，在所述步骤S1中，通过设计图纸平面图和纵断面图获取盾构隧道中心线三维坐标，并通过Revit软件模块生成盾构隧道曲线区段中心线三维空间曲线。

在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，所述单环管片均为通用型管片，且包括一块封顶块、两块相邻块和复数块标准块，并按照标准块—相邻块—封顶块的拼接顺序拼接成环。

在本发明一实施例中，所述单环管片三维模型为斜空心圆柱体，单环管片沿轴向的宽度从B-X逐渐变化至B+X，其中，宽度为B-X的位置位于封顶块中心位置，宽度为B+X的位置位于与封顶块中心对应的标准块位置处。

在本发明一实施例中，在所述步骤S3中，在单环管片外侧壁沿圆周等角度确定16个点位，各点位分别对应设置一处纵向螺栓孔，则相邻两个纵向螺栓孔之间对应的圆心角为360°/16=22.5°；沿拼装线路，通过螺栓将前后两个单环管片各点位对应的螺栓孔连接，以完成前后两个单环管片的对接。