Revi+Dynamo在螺旋隧道参数化建模中的研究与应用.docx

Revi+Dynamo在螺旋隧道参数化建模中的研究与应用 1引言Revit于2004进入中国，在逐年高涨的基础建设浪潮背景下，其应用领域逐渐从最传统的建筑行业扩张至水利水电行业、工厂行业等，BIM理念深入人心的同时不同行业对Revit的应用也出现了不同的需求，但Revit深耕建筑信息模型使得其在其他领域的应用显得举步维艰，尤其无法适应公路工程路线长、空间曲线复杂、信息大、变更量大的特点Dynamo是一款可用在Revit平台上的可视化编程软件本文尝试采用“Revit+Dynamo”的技术路径来实现长螺旋线高速公路隧道真三维建模，所创建的模型不仅真实地创建了隧道主洞及车行、人行横通道的围岩支护结构，还通过参数化驱动实现路面横坡的连续变化，为完善隧道BIM正向设计奠定了基础。2 工程概况红河州建水（个旧）至元阳高速公路工程是云南省“十三五”高速公路网规划的重要组成部分，项目位于建水县、元阳县、个旧市，建设历程全长约124.798km，是中国电建集团转型升级关键时期承担建设规模单体最大的高速公路项目。其控制性重点工程之一的咪的村隧道属深埋特长隧道，最大埋深366m，右线长4 004.621m，左线长3 903.620m，包含10条人行横通道、5条车行横通道，咪的村隧道整体呈空间螺旋分布，沿线地质情况复杂多变，主洞结构覆盖I～V级围岩所对应的全断面衬砌类型。根据建设单位的要求需建设红河州建水（个旧）至元阳高速公路BIM建设管理信息系统，其中包括根据设计图纸建立控制性重点工程的精细三维模型，并进行深化应用。隧道工程依托于横断面和纵断面设计，其结构本质就是根据沿线的围岩特定选定安全、合理、经济的断面形式进行从平面到立体的拉伸过程，下文根据这一原理阐述“Revit+Dynamo”的建模思路。3 参数化建模技术路径“Revit+Dynamo”建模主要结合两款软件各自的特点并依托数据接口完成建模数据的获取、传输、重构、创建及导出。通过Civil 3D获取隧道中心线的平纵设计数据源，主要是坐标和高程信息，将数据通过特定节点导入Dynamo并重构三维空间设计线。根据隧道信息表整理的纵断面设计信息，Dynamo对设计线实施逐桩分段定位、各分段起讫断面放样融合、各分段主洞模型合拢和横通道剪切，最终将隧道模型作为族文件导出到Revit便完成了整体隧道精细化三维模型的创建。3.1 隧道详细信息表本项目沿线地质复杂多变呈现无规律性，咪的村隧道整体呈现长螺旋深埋分布，因此该隧道横断面设计覆盖了I～V级围岩所对应的全体围岩衬砌类型。隧道精细化建模需要真实地展现不同桩号段落对应的不同围岩衬砌类型，因此要把纵断面、横断面以及附属结构等详图中直接用于精细化建模的一系列信息和参数整合汇总于Excel表中。从短期看，此举有助于同步校核施工图设计成果，对现阶段失误和不足留下修正的空间；从长期看，此举为今后可能出现的设计变更留出了改进的空间，避免了三维成果的重复设计，实现了设计变更联动更新与迭代。隧道详细信息表主要包括标定点、距标定点的距离、起始结束里程桩号、衬砌结构类型、起始/结束坡率、起始/结束内轮廓、起始/结束外轮廓，其中标定点是在隧道起始桩号向小桩号方向延长5m确定的一个辅助定位点，距标定点距离是指各衬砌分段起讫里程桩号距标定点的里程距离，衬砌结构类型是各桩号段对应的特定围岩衬砌类型，起始/结束坡率是指各桩号段起始/结束断面的超过横坡坡率，起始/结束内轮廓是指横断面设计的内部轮廓类型，起始/结束外轮廓是指横断面设计的外部围岩衬砌类型。设定标定点的目的是降低Dynamo在空间曲线上定位路线切线方向的法平面产生较大系统误差的可能性，如表1所示为Z线隧道详细信息表具有代表性的部分。横通道详细信息部主要包括车行/人行横通道编号、对应衬砌段落、对应剪切里程桩号、横通道起讫方向、衬砌结构类型，其中对应剪切里程桩号是指该横通道中心线与左右线隧道中心线相交位置的里程桩号，对应衬砌段落是指横通道中心线与左右线的交点桩号对应于左右线隧道详细信息表中按桩号列举所属的衬砌段，横通道起讫方向是将横通道视为一段小型隧道统一视为自右线向左线贯通地方式创建真三维模型的横通道路线前进方向，衬砌结构类型是指横通道考虑围岩防护、防火设计而设置的不同横断面衬砌类型。此外需在横通道起始位置向两端方向延长一定距离，并计算各段衬砌结构起讫桩号距离该标定点的距离，此举旨在避免因实体外露不充分从而导致横通道与主洞布尔运算出错的可能，需要把两端的起始和结束衬砌适当延长，如表2为具有代表性的V级围岩车行横通道详细信息表。3.2 参数化横断面构建集本项目隧道设计一律采用标准断面，内轮廓设计包含：带仰拱隧道内轮廓、无仰拱隧道内轮廓、带仰拱紧急停车带内轮廓、无仰拱