青岛崂山区小麦岛入岛景观桥

—— 东南大学建筑设计研究院

青岛崂山区小麦岛入岛景观桥渲染视频

1、项目概况

青岛市市区滨海步行道全长40.6公里,其中小麦岛三面环海,观赏视角较好,旅游地理位置优越,为滨海旅游步行系统中的重要节点,也是青岛海滨的重要离岛。

1) 主线桥设计 小麦岛桥连接小麦岛与青岛市海岸线,主桥为变宽单箱四室预应力混凝土连续梁结构,跨径布置为(24+27+32+27+24)m。主线桥和辅道桥合并之时,主线桥的桥宽通过翼缘加长得以实现,主线桥采用单箱四室断面。

2) 辅道桥设计 辅道桥结构形式分为三类,第一类为与主线桥二次浇筑为整体;第二类为预埋于一类钢箱梁构件,采用钢结构挑梁与主线桥弹性连接;第三类为钢箱梁通过吊杆与拱肋相连。

3) 连拱设计 全桥的拱肋跨径布置为(43.5+34.6+27.9+22.9)m,拱轴线全长185.33m。拱肋的断面采用抛物线和直线组成的异形截面。

2、三维设计

小麦岛桥造型较为特殊,因此采用“常规族库拼装”+“实体建模”两种方法共同设计,其结构可分为预应力混凝土主梁、钢箱梁、钢拱肋、吊杆等部份。

小麦岛桥三维模型

1)预应力混凝土箱梁
              主梁部份为五跨连续箱梁,设计时只需要直线建模,而后拼装成为装配族,最后结合道路数据,程序自动考虑平曲线、竖曲线变化,在基本空间生成三维模型。

利用族库拼装设计主梁

辅道连接部采用实体建模方式,若已有其他软件建立的三维模型,也可采用导入方式,将模型形状导入CIM,再进行加工、信息补充等。

利用实体建模设计辅道连接部

小麦岛桥预应力钢束共193束,其中包含纵向预应力钢束46束,中横梁端横梁预应力钢束41束,顶板横向预应力钢束106束。使用CIM钢束设计功能,通过平弯、竖弯组合方式生成钢束。

钢束设计功能

2)钢箱梁
              辅道为钢箱梁,采用族库拼装设计,首先制作不考虑平竖曲线的钢箱梁线族,并使用CIM加劲肋功能进行加劲肋设计,最后将其放置到路线上,成为曲线梁

利用族库拼装设计南北岔道钢箱梁

加劲肋设计功能

外挂挑臂人行道与钢混结合段

3)钢拱肋

小麦岛桥拱轴线为三维曲线,拱截面高度变化,属于异形构件。可利用其他软件建立的三维拱方案模型抽壳,赋予属性,并使用CIM加劲肋功能进行细部设计,将原来方案模型深化为施工图阶段模型。

钢拱肋深化设计

4)吊杆

小麦岛桥吊杆有两处拱采用刚性吊杆,两处拱采用柔性吊杆。刚性吊杆采用钢管构件建模,基于顶部座标、底部座标、设计半径确定吊杆轴线,确保吊杆位置及尺寸正确。下锚固点利用锚筋锚固在混凝土主梁上。

刚性吊杆

柔性吊杆采用拉索,建立为线族。线族可自适应长度,因此虽然每根吊杆长度有所不同,依然可以使用同一个线族做拼装。

柔性吊杆

3、结构分析

三维模型与结构分析的脱节,一直是桥梁BIM最大的痛点之一。三维BIM模型通常是实体建模,而一般桥梁分析所建立的有限元模型,却是杆系模型,需要有单元、截面的概念,两者之间数据转换困难。midas CIM产品面对杆系结构,在建模时就考虑了分析所需要的参数,因此可以直接将杆系构件导出为midas Civil有限元模型。

小麦岛桥的拱轴线是三维曲线,如果在有限元软件中以节点、单元的方式建模,工作量会相当庞大。使用CIM软件设计,可以直接将三维拱导出为midas Civil有限元模型,有效减少了工作量。

midas CIM三维拱模型导出midas Civil杆系模型

4、出图与算量

当前桥梁行业中,图纸依然是非常重要的交付成果,三维模型与二维图纸的交互需求也日渐提升。midas CIM三维设计软件拥有专属的出图平台midas Drafter,只要在CIM利用简单的剖切、展开功能,就能在midas Drafter平台生成二维图纸,且两个平台之间的数据可以联动,当CIM三维模型有所修改时,只需要进行刷新的动作,就可以将所修改的内容传递给midas Drafter,大幅减少工作量。

midas CIM模型输出midas Drafter三维透视图

midas Drafter图纸示例

CIM支持构件树状分类定义及规格属性定义,可以用于输出材料数量表,程序自动根据构件的分类与规格属性,计算数量、重量、体积等数据,并生成Excel表格。

构件树状分类及规格属性定义

材料数量Excel表输出