基于revit及其插件的桥梁快速建模——以沪蓉铁路上跨江淮运河特大桥为例

朱善美，郝国宇 （中铁四局集团第四工程有限公司，安徽 合肥230041）

1 引言

当前BIM技术发展越来越成熟，BIM具有数据量大，直观，方便等特点。Revit平台兼容性强[1][2]，插件实现功能较为全面。随着数字化城市和智能化施工的逐步推广，基于Revit及其插件，将跨区域、线路长、工点多的工程建立模型，进行直观的表达和相关的其他工作，便于后期二次开发与使用将变得至关重要。文章以沪蓉铁路上跨江淮运河特大桥为例，进行桥梁快速建模的流程，适用于铁路，公路及地铁等案例。

2 工程概况

沪蓉铁路上跨江淮运河特大桥里程范围GDK489+401.170～GDK490+315.920，中心里程GDK489+858.545，长度914.75m。主要包括钻孔桩、承台、墩身、支架现浇简支梁24孔,128m系杆拱1孔及其相关附属工程。

3 桥梁快速建模

BIM模型建模目的在于克服工程项目平面设计图纸在时间空间上的局限性影响，真实完全地系统展示工程实体及其他相关信息，指导工程决策、设计、施工和运营等全寿命周期管理，因此模型的准确性至关重要。基于revit及其插件的快速建模方法，利用dynamo引入坐标系统精准定位构件，进行模型的快速建模及拼装，利用BIM One进行模型的信息的录入与提取，更好地保证了BIM模型的准确性和快捷性。

3.1 建模分析

结合沪蓉铁路上跨江淮运河特大桥工程的特点，在建模之初进行规划，制定符合该工程的建模思路。

①构件信息的分析：以本工程为例，构件类型为桩基、承台、墩柱、垫石、梁体及拱部，归纳各类型的尺寸，建立对应的参数进行驱动。

②拼装思路的分析：该工程整体线型分为直线和缓和曲线，根据相关线路参数计算线路中心相对坐标后生成整体线型，再根据构件相对关系进行项目拼装。

③坐标系统的分析：由于工程坐标远离参考坐标原点，在Revit软件系统中会增加建模难度，因此选用相对坐标系进行构件坐标的计算，再根据Revit软件坐标轴与施工坐标轴XY定义方向的不同，将相对坐标转换为模型坐标。

④重难点分析：该项目包含平曲线与纵曲线，因此重难点为主体构件的姿态调整，即模型与线路中心线的角度调整。

⑤模型简化：桩基与承台的相对关系较为单一，可在Revit建模过程中归纳为一类构件；墩柱与垫石的相对位置固定，可归纳为一类构件；拱部数量较少，可与其对应的梁体归纳为一类构件。

3.2 建模流程

传统的建模过程为族库建立，根据相对关系进行模型拼装，该过程并不能准确的反映工程情况，并且对于构件数量庞大的工程增加了建模的繁琐程度，不具备通用性。因此可使用Revit的相关插件，进行更准确的项目拼装。

3.3 基于Revit插件进行模型拼装

3.3.1 构件创建

根据族的要求及建模特点，选择合适的族样板[3]，将可以简化的族根据相对关系加载进要整合的构件中，形成新的构件。

3.3.2 模型拼装思路与步骤

①信息库建立

根据图纸提供的线路参数信息计算相对坐标，根据里程建立信息库。

提取出各构件的点位信息，选定相互关联的坐标信息：承台-承台中心里程点坐标和高程；墩柱-墩柱里程中心点坐标和高程；梁体-起始与终止点的里程坐标与高程。

②构件参数化

单独建立的参数化桩基、承台、墩柱，根据相对关系进行分类后，将桩基族载入承台族中，整合为命名为某某类型承台，将墩柱与垫石整合，将拱部与相对应的梁体整合，达到简化参数与族类型的目的。

③模型拼装

结合dynamo的相关编程块进行项目拼装，主要分为：承台墩柱等的布置及调整和箱梁的布置。

a.根据之前建立好的excel信息库，使用File Path编程块实现excel信息库的读取，使用Data.Importexcel编程块，选定导入进dynamo的excel数据，使用List.dropltems编程块将excel表格的表头部分剔除，最后通过List.Transpose编程块将读取进来以行展示的数据转置成以列的形式展示。

b.根据计算好的相对点位，生成线路中心线，在里程点位处放置好已经整合过后的下部结构族，根据线路中心线生成各里程点处的切线方向后，调整族的平面姿态。

此步骤不仅可以避免桩基结构多、相对坐标计算繁杂的弊端，还可以根据桩基与承台的相对关系，在模型拼装完成后，对桩基位置进行二次复核。

c.将线路中心线根据里程点位切分成轴线段，每一段放置已整合过后的相关上部结构族。

对生成的轴线段的数量进行检核，判断是否符合要求。若出现数据丢失的情况，根据list.replaceltematindex编程块，将缺失数据单独提取创建成的轴线段添加进原数据列，重新生成轴线段后，放置上部结构族。

基于dynamo进行项目拼装，可以根据坐标系统进行精准的模型拼装，并使用一定的编程块计算出各里程处的切线方位角，将承台，桩基，墩柱等构件调整至该方位角，使模型整体与实际完全一致。使用该方法可避免传统建模的单个构件调整，节省建模时间并提高准确度。

④创建零件

前期的简化构件以整体的形式加载入Revit项目中，但为了更好的展示项目信息，可根据实际需要将其创建成零件的形式，且这种方式并不会影响构件相互间的逻辑关系。

在Revit中框选中所有承台与桩基，在修改选项栏中选择创建-创建零件，将简化构件重新分割成单一个体。

3.4 信息导入导出

BIM模型作为工程信息的载体，需要对其所有构件进行信息的录入与读取。传统建模方式需要逐个载入构件信息，这种方式对于构件数量多、信息层次复杂的项目并不实用，而其输出的数据不可编辑。而借助BIM One插件，可以快速批量地导入导出项目信息。

首先需要根据工程特点创建项目参数，添加文字属性参数，根据信息层次进行分级，再创建明细表（体量明细表、零件明细表等），使用BIM One插件将明细表导出成excel，在excel中批量添加信息后，再次导入到Revit中。

添加项目信息时，利用excel进行数据的导入导出[4]，需注意零件与实际位置的相关关系，按一定规律录入信息。

4 建模方法总结

基于revit及其插件的快速建模方法在本工程中的实际应用，体会如下：

①传统的建模思路为建模方法提供建模思路基础，但不适用于构件类型复杂的项目；

②Dynamo的可视化编程语言的灵活性，及其代码的开源性[5]，弥补了传统建模的不足，并且增加了一种更快捷高效的建模方法与思路；

③传统建模的方法存在模型定位误差、与实际工程不能完全拟合的不足，将坐标系的引入很好地解决了这一问题；

④根据项目特点，在模型拼装前期进行构件合并，既不影响模型的准确度，又可简化模型，节省建模所需运行内存，降低建模的困难程度，更好地实现了快速建模。

⑤相比传统建模信息的逐个录入方式，BIM One作为Revit的插件可以有效的降低信息录入的工作量，简化信息录入的难度，实现了信息数据的批量导入导出。

5 结语

基于Revit及其相关的插件，在建模方面可为工程的开展、信息库的建立、直观的展示提供更加准确和完备的信息，为模型的建立提供一种新方法。

建模是BIM工作的基础，也是最为繁琐的环节，基于dynamo的技术，可以批量、精准地建模并调整模型姿态，基于BIM One的插件，可以更快捷的实现批量导入导出信息。

使用Revit软件并熟练应用相关的插件，提高建模效率，积累的逻辑算法模块，便于后续其他项目的建模应用。