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1、分類號(hào):U4510710-2015121138碩士學(xué)位論文基于CATIA的BIM技術(shù)在隧道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用秦海洋導(dǎo)師姓名職稱賴金星教授王立新高級(jí)工程師申請(qǐng)學(xué)位類別碩士學(xué)科專業(yè)名稱橋梁與隧道工程論文提交日期2018年4月17日論文答辯日期2018年5月11日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)ApplicationofBIMTechnologyBasedonCATIAinTunnelDesignAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:QinHaiyangSupervisor:Prof.LaiJinxingChang’anUni
2、versity,Xi’an,China摘要近年來(lái)，建筑項(xiàng)目逐步復(fù)雜，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理模式已不能滿足要求。BIM(buildinginformationmodelling)技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)建筑工程朝著信息化方向發(fā)展，極大地優(yōu)化了建筑設(shè)計(jì)方案。然而，與地上建筑不同，一方面，隧道具有帶狀分布、圍巖未知、設(shè)計(jì)變更頻繁、空間封閉等特點(diǎn)，且由于軟件平臺(tái)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的差異，導(dǎo)致現(xiàn)行的建筑BIM技術(shù)不能直接應(yīng)用于隧道領(lǐng)域；另一方面，目前隧道設(shè)計(jì)、施工狀況較為粗放，復(fù)雜的隧道特性與粗放的生產(chǎn)活動(dòng)相矛盾。因此，研究適用于隧道的BIM技術(shù)，依靠BIM技術(shù)推動(dòng)隧道設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率的提高至
3、關(guān)重要。為了加快BIM技術(shù)在隧道設(shè)計(jì)階段的發(fā)展，基于建筑BIM理論、隧道特點(diǎn)和模型信息化三個(gè)方面，論文深入分析了BIM技術(shù)在隧道建設(shè)各階段中的應(yīng)用，其中，著重開(kāi)展了基于CATIA的BIM技術(shù)在隧道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究。針對(duì)隧道的特點(diǎn)以及CATIA的特征，研究了三種基于CATIA的隧道快速建模方法，即“UDF+Loop”、“UDF+替換”、“宏循環(huán)”方法，分別適用于鋼拱架、抗浮樁和襯砌構(gòu)件模型的快速創(chuàng)建?；贕oogleEarth研究了山體模型的精準(zhǔn)模擬，基于SketchTracer研究了隧道高次曲面模型的創(chuàng)建方法，基于參數(shù)驅(qū)動(dòng)研究了Catalog目錄庫(kù)的創(chuàng)建和
4、調(diào)用。并以金雞山隧道為工程背景，基于上述研究成果完成了金雞山隧道BIM模型的創(chuàng)建。基于該模型，在CATIA平臺(tái)中完成了設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的部分功能應(yīng)用，包括鋼拱架Catalog創(chuàng)建、錨桿碰撞檢查、U型槽C25混凝土工程量統(tǒng)計(jì)、人行橫道有限元分析，等。最后，運(yùn)用CATIA-Midas接口對(duì)金雞山隧道K0+924段臺(tái)階法隧道施工過(guò)程進(jìn)行了有限元分析，以拱頂沉降計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的充分?jǐn)M合為例來(lái)闡述CATIA接口功能的日趨成熟。綜上所述，CATIA可以基于隧道特點(diǎn)，進(jìn)行隧道BIM模型的快速創(chuàng)建、精準(zhǔn)創(chuàng)建，可以自定義構(gòu)件模型目錄庫(kù)?；谏鲜鏊淼繠IM模型，可以
5、實(shí)現(xiàn)碰撞檢查、工程量統(tǒng)計(jì)、有限元分析、二維出圖，等功能。并且，可以通過(guò)CATIA-Midas接口功能完成隧道模型施工階段的分析計(jì)算。CATIA平臺(tái)與相關(guān)軟件的協(xié)同完成了隧道BIM模型的創(chuàng)建和分析功能。功能完善的內(nèi)部模塊和較為兼容的外部接口表明：CATIA平臺(tái)可以滿足BIM技術(shù)在隧道工程設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：隧道工程，BIM，設(shè)計(jì)階段，CATIA，參數(shù)驅(qū)動(dòng)，目錄庫(kù)IIIAbstractInrecentyears,buildingprojectsarebecomingmoreandmorecomplex.Thetraditionaldesignandman
6、agementmodecannolongermeettherequirements.TheapplicationofBIM(buildinginformationmodelling)technologypromotesthedevelopmentofbuildingengineeringtowardsinformation,andgreatlyoptimizesthebuildingdesign.However,itisdifferentfromthegroundbuilding.Ontheonehand,thetunnelhasthecharacteri
7、sticsofbandeddistribution,unknownsurroundingrock,frequentdesignchangeandlimitedspace,andbecauseofthedifferenceofsoftwareplatformandindustrystandard,theexistingbuildingBIMtechnologycannotbeapplieddirectlytothetunnelfield.Ontheotherhand,atpresentthedesignandconstructionoftunnelisext
8、ensive,thecomplextunnelcharacteri
