一种基于Bentley的铁路声屏障BIM快速设计方法

技术领域：

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种基于Bentley的铁路声屏障BIM快速设计方法，为一种声屏障快速、精准设计的方法。

背景技术：

声屏障设计是铁路环境工程设计工作的核心内容，不同类型声屏障模型涉及构件较多，声屏障单元模型创建及安装布设需要技术人员具备一定的结构专业知识储备，且大量的重复性工作导致设计效率低下、费时费力，声屏障布设的准确性差。

因此，迫切需要探寻一种铁路声屏障设计的绘制方法，以改善设计手段，提高效率，确保设计质量。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于Bentley的铁路声屏障BIM快速设计方法，其克服了现有技术中存在的特殊桥梁、路基声屏障手动设计效率低、设计准确性差的问题。同时能解决技术人员专业知识储备不足，大量重复性工作影响生产成本问题。本发明能保证图纸和模型的一致性，减少施工图的错漏碰缺，提高设计精准度和设计效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于Bentley的铁路声屏障BIM快速设计方法，其特征在于：包括以下步骤：确定声屏障类型及设计工点，在MicroStation CONNECT Edition(以下称MS)中参数化创建各构件三维模型；将各构件以.cel的形式进行单元库模型的创建，通过确定单元基点总装声屏障标准模型；运行声屏障设计工具集SimulateAlignment，点选所需cell模型、声屏障设计的相应参数，将汇编具有一一对应关系的信息编码点选，再通过提取桥梁边缘线，自动布设得到所需工点的声屏障三维设计，并通过确定工点声屏障统计的范围，一键输出工点范围声屏障各构件的工程数量。

上述方法包括以下步骤：

步骤1：根据噪声防治要求确定声屏障的结构类型、材质以及高度并确定声屏障设置的位置、长度；

步骤2：在MS中通过参数化创建各构件的三维模型并制定各构件的约束关系和约束变量；建立.cel参数化单元库，将H型钢底板中心指定为单元模型基点，并总装形成标准声屏障模型；

步骤3：打开确定工点的桥梁模型，根据桥梁竖墙实体的定位码，提取竖墙每条边，将沿着线路方向、共同相对空间位置的长边，作为边缘线组成部分，连接起终点间距为0的各相邻长边构成线串，间距不为0的保持不变，提取桥梁竖墙边缘线；新建边缘线图层并定义线型颜色为绿色，将竖墙边缘线的提取结果加载到指定边缘线图层，通过边缘线与声屏障H型钢底板中心的约束数据，采用平移命令将桥梁边缘线平移至遮板边缘位置，获得桥梁边缘线；

步骤4：声屏障设计工具集模块包括声屏障起始里程设置、声屏障左右侧、声屏障插入点距起点距离、工点类型、声屏障左右和上下偏移距离，安全通道导入端口、MDB文件导入端、属性表导入端、边缘线点选以及关联cell文件路径选项；

在声屏障设计工具集中添加所需cell单元及属性信息表，选取步骤3中提取的桥梁边缘线，实现一键设计所需工点声屏障结构模型；

步骤5：按照专业工程数量表统计模板及需求制作不同类型声屏障工程数量表头，选择所需统计的工点范围，按照不同类型声屏障定位码信息，鼠标左键确定，一键导出所需声屏障的工程数量表。

步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：通过声屏障设计工具集SimulateAlignment，计算第一个插入点距离边缘线起点距离，求插入点切线方向，确定第一个插入点，默认为0m；

步骤4.2：第二个插入点＝第一个插入点位置+声屏障三维标准模型长度，求插入点切线方向，确定第二个插入点；

步骤4.3：依次类推，第一个插入点位置至最后一个插入点位置，即为所需桥梁边缘线位置全部布设声屏障；

步骤4.4：输入左右偏移距离、输入上下偏移距离，默认都为0m，选择左右线对应的Cell单元所在文件路径，选择模型对应的属性信息表；单击左键确定，实现一键设计所需工点声屏障结构模型。

步骤5包括以下步骤：

步骤5.1：针对选择集中的模型，按照声屏障的定位码分别进行分类数量统计；

步骤5.2：根据各定位码到数据库中查询该类型声屏障各部件对应的单位工程数量；

步骤5.3：由步骤5.1获得的数量或者长度和步骤5.2的查询到的单位工程数量进行乘积，获得指定定位码声屏障各部件的总工程数量；

步骤5.4：按照专业提供的表头和模板，填写各类型声屏障工程数量excel表，并导出。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

1、本发明基于BIM模型信息、在桥梁、路基、站场专业三维模型的基础上进行声屏障三维设计，兼顾了直观性和真实性，能兼顾解决特殊桥梁、路基声屏障手动设计效率低、设计准确性差的问题。保证图纸和模型的一致性，减少施工图的错漏碰缺，提高设计质量和设计效率。

2、本发明设计方法能解决技术人员专业知识储备不足，大量重复性工作影响生产成本问题，实现快速精准设计三维声屏障模型、同步添加构件属性信息，统计声屏障工程数量，并一键导出工程数量表。

附图说明：

图1为本发明BIM声屏障快速设计流程图；

图2为本发明的桥梁声屏障实施例的操作流程；

图3声屏障设计工具集界面；

图4某桥梁声屏障3.3m桥梁金属声屏障BIM快速布设操作实例；

图5某桥梁声屏障3.3m桥梁金属声屏障工程量统计导出操作实例；

图6为本发明操作实例工程统计数量表。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明为一种基于Bentley的铁路声屏障BIM快速设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据噪声防治要求确定声屏障的结构类型、材质以及高度并确定声屏障设置的位置、长度。

步骤2：在MS中通过参数化创建各构件的三维模型并制定各构件的约束关系和约束变量；建立.cel参数化单元库，将H型钢底板中心指定单元模型基点，并总装形成标准声屏障模型。

步骤3：打开确定工点的桥梁设计模型，根据桥梁竖墙实体的定位码，提取竖墙每条边，将沿着线路方向、共同相对空间位置的长边，作为边缘线组成部分，连接起终点间距为0的各相邻长边构成线串，间距不为0的(即为桥梁伸缩缝)保持不变；提取桥梁模型边缘线，运算代码如下：

新建边缘线图层并定义线型颜色为绿色，将竖墙边缘线的提取结果加载到指定边缘线图层，通过边缘线与声屏障H型钢底板中心的约束数据(垂直线路方向间距37.5mm)，采用平移命令将桥梁边缘线平移至遮板边缘位置，获得边缘线；

步骤4：本发明声屏障设计工具集主要模块包括声屏障起始里程设置、声屏障左右侧、声屏障插入点距起点距离、工点类型、声屏障左右和上下偏移距离，安全通道导入端口、MDB文件导入端、属性表导入端、边缘线点选以及关联cell文件路径选项。

在声屏障设计工具集中添加所需cell单元及属性信息表，选取步骤3中提取的边缘线，实现一键设计所需工点声屏障结构模型。

步骤4具体为：

步骤4.1：通过声屏障设计工具集SimulateAlignment，计算第一个插入点距离边缘线起点距离，求插入点切线方向，确定第一个插入点，默认为0m；

步骤4.2：第二个插入点＝第一个插入点位置+声屏障三维标准模型长度(如桥梁声屏障标准模型为2m)，求插入点切线方向，确定第二个插入点；

步骤4.3：依次类推，第一个插入点位置至最后一个插入点位置(默认为10000m)，即为所需桥梁边缘线位置全部布设声屏障；

步骤4.4：输入左右偏移距离、输入上下偏移距离，默认都为0m，选择左右线对应的Cell单元所在文件路径；单击左键确定，实现一键设计所需工点声屏障结构模型。

步骤5：按照专业工程数量表统计模板及需求制作不同类型声屏障工程数量表头，选择所需统计的工点范围，按照不同类型声屏障定位码信息，鼠标左键确定，一键导出所需声屏障的工程数量表。

步骤5.1：选择集中的模型，按照声屏障的定位码分别进行分类数量统计；

步骤5.2：根据各定位码到数据库中查询该类型声屏障各部件对应的单位工程数量；

步骤5.3：由步骤5.1获得的数量(或者长度)和步骤5.2的查询到的单位工程数量进行乘积，获得该种声屏障各部件的总工程数量；

步骤5.4：按照专业提供的表头和模板，填写各类型声屏障工程数量excel表，并导出。

实施例：

参见图2、图3、图4和图5，以某铁路工点桥梁声屏障BIM三维设计为例，包括以下步骤：

基于Bentley的铁路声屏障BIM快速设计方法，其特征在于：

步骤1：根据噪声防治要求确定声屏障的结构类型、材质以及高度并确定声屏障设置的位置、长度，将声屏障设置位置及结构类型互提桥梁专业，桥梁专业根据声屏障的设置情况预留声屏障遮板基础。

步骤2：在Bently设计平台中用MS创建基于以上步骤1确定的声屏障的每个零构件的三维模型，通过各构件约束数据总装形成以H型钢底板中心为基点的标准声屏障模型。

步骤2具体为：

步骤2.1：基于以上步骤1，在Bently设计平台中用MS进行各个构件三维模型的参数化创建，包括H型钢立柱、吸声板材、顶部扣板、U型螺栓、H型钢底板等等；

步骤2.2：构建各零构件的约束关系，指定各构件模型基点，建立各构件模型的.cel单元模型库；

步骤2.3：将.cel单元模型库中的构件按照约束数据总装形成以H型钢立柱底板中心为中心坐标的三维声屏障标准模型。

步骤3：参考所需声屏障工点的桥梁专业的三维模型，提取边缘线。

步骤3具体为：

步骤3.1：打开所需工点的桥梁三维模型，从图层管理器中查看各构件信息；

步骤3.2：根据定位码筛选得到“桥面系-竖墙”模型，包括左侧(竖墙01)和右侧(竖墙02)；

步骤3.3：提取竖墙(长方体)每条边；

步骤3.4：分别选择沿线路方向、共同相对空间位置的长边，作为边缘线组成部分；

步骤3.5：连接起终点间距为0的各相邻长边构成线串，间距不为0的(即为伸缩缝)保持不变；

步骤3.6：新建边缘线图层并指定线型颜色以突显边缘线，将步骤3.5的结果加载到指定图层，根据桥梁竖墙边缘线与声屏障H型钢底板中心的约束数据(垂直线路方向间距37.5mm)。将竖墙边缘提取线条平移至遮板边缘位置，获得边缘线。

步骤4：打开声屏障设计工具集，添加cell单元及属性信息表，选取边缘线，鼠标左键单击确定，实现一键设计所需桥梁声屏障结构模型。

步骤4具体为：

步骤4.1：通过声屏障设计工具集SimulateAlignment，计算第一个插入点距离边缘线起点距离，求插入点切线方向，确定第一个插入点，默认为0m；

步骤4.2：第二个插入点＝第一个插入点位置+声屏障三维标准模型长度(如桥梁声屏障标准模型为2m)，求插入点切线方向，确定第二个插入点；

步骤4.3：依次类推，第一个插入点位置至最后一个插入点位置(默认为10000m)，即为所需桥梁边缘线位置全部布设声屏障；

步骤4.4：输入左右偏移距离、输入上下偏移距离，默认都为0m，选择左右线对应的Cell单元所在文件路径；

步骤4.5：建立声屏障标准模型与信息编码的一一对应关系，制作属性信息模板，用于生成声屏障平面布置图时进行调用；

步骤4.6：导入所需声屏障结构的EXCEL属性信息表；

步骤4.7：点选边缘线，布设声屏障；

步骤4.8：最后复制单个H型钢立柱插入第一个插入点位置即可完成工点声屏障三维设计。

步骤5：选择所需统计的工点范围，按照工程数量表制作统计模板，一键导出不同定位码的声屏障对应的工程数量表。

步骤5具体为：

步骤5.1：框选统计范围内的模型进入选择集；

步骤5.2：提取选择集中对象的定位码，根据有无定位码和定位码类型，对选择集中的对象进行筛选，去掉非声屏障部分；

步骤5.3：解析定位码，确定声屏障类型，统计声屏障标准模型数量，根据各定位码到数据库中查询该类型声屏障各构件对应的单位工程数量；

由步骤5.3获得的数量(或者长度)和查询到的单位工程数量进行乘积，获得该种声屏障各部件的总工程数量；

步骤5.4：查询选择集中定位码对应声屏障主要工程数量表，按照声屏障类型输出最终结果，并可一键导出EXCEL。

表1为本发明操作实例属性信息表；

图6为本发明操作实例工程统计数量表。

表1

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡是利用本发明的说明书及附图内容所做的等同结构变化，均应包含在发明的专利保护范围内。