一种基于BIM的桥梁桩基承载力计算方法及系统与流程

本发明属于桥梁工程设计，更具体地，涉及一种基于bim的桥梁桩基承载力计算方法及系统。

背景技术：

1、桥梁工程在人类社会中扮演着至关重要的角色。作为连接河流、湖泊、海峡等自然障碍的交通基础设施，桥梁不仅极大地便利了人们的出行和物资流通，更是国家经济发展和社会进步的重要保障。桥梁作为交通枢纽的重要组成部分，其结构安全直接关系到道路交通的安全和畅通。一旦桥梁出现安全隐患，将会对人们的生命财产安全造成威胁，同时也可能对经济发展产生负面影响。桥梁桩基作为桥梁结构的基础部分，能够将桥梁的上部结构荷载有效地传递到下层土体中，提高桥梁的承载能力，对于桥梁结构安全具有至关重要的作用。

2、传统的桩基承载力计算需要根据规范公式手动计算，或者编写excel表格辅助进行计算，但桩基计算涉及到桩基直径、桩长、桩周每一层土质的地勘参数，两种计算方式需手动输入的参数通常需要数十个，工作效率低，且人工输入很容易出错，造成安全隐患。

3、bim(building information modeling)技术是当今工程行业的一项革命性技术。但目前桥梁设计过程中建立的三维bim模型并未发挥应有价值，bim模型与计算通常是分开进行。如何对传统的桩基承载力计算方式进行有效变革，提升工作效率和计算准确性，同时将计算与桥梁bim模型结合在一起，是目前面临的普遍难题。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于bim的桥梁桩基承载力计算方法及系统，通过提取bim模型中的相关参数，直接利用模型参数开展桩基承载力计算，可以减少人工参与，大大的提升了现有工作效率和计算准确性。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于bim的桥梁桩基承载力计算方法，包括以下步骤：

3、s1：建立桥梁bim模型及地质钻孔模型；

4、s2：选择需要计算的桩基模型；

5、s3：选择对应的地质钻孔模型；

6、s4：自动获取所选择的桩基模型和地质模型信息；

7、s5：自动调出桩基计算界面，写入相关计算信息；

8、s6：完成承载力计算结果。

9、在一些可选的实施方案中，所述的步骤s1中，桥梁bim模型及地质钻孔模型采用bentley软件建模，模型文件格式为.dgn文件，桥梁bim模型中桩基直径和桩长应与设计一致，地质钻孔模型中的地层参数应与地勘报告中的参数一致，地质钻孔建模时应包含土层代号、分界点标高、土层厚度、土层极限侧摩阻力标准值、土层极限端阻力标准值、地基承载力基本容许值信息，且桥梁bim模型及地质钻孔模型的标高均应与设计保持一致。

10、在一些可选的实施方案中，所述的步骤s2～s3中，编写程序，调用bentleymicrostation sdk中dgnelementsettool相关函数，提示选择需要计算的桩基模型，可选择单根桩基，也可选择同一承台下的全部桩基，点击鼠标右键确认选择后，根据提示再选择对应的钻孔模型，最终点击鼠标右键确认全部选择。

11、在一些可选的实施方案中，所述的步骤s4中，编写程序，调用bentleymicrostation sdk中solidelement相关函数提取桩基模型和地质模型信息，该步骤由程序后台自动完成，其中桩基模型主要获取桩顶标高、桩底标高、桩基长度和桩基直径信息，在程序中预先定义变量，相关信息写入变量中进行存储，地质钻孔模型主要获取土层代号、分界点标高、土层厚度、土层极限侧摩阻力标准值、土层极限端阻力标准值、地基承载力基本容许值信息，在程序中预先定义变量，相关信息写入变量中进行存储。

12、在一些可选的实施方案中，所述的步骤s5中，桩基承载力计算界面采用winform控件编写，在计算界面中对各计算参数进行归类整理，包含基础数据、摩擦桩地勘数据、端承桩地勘数据、土层信息数据，其中基础数据包含桩基类型、桩径、桩长、桩顶反力，桩基类型根据步骤s4中读取的桩端土层信息，自动判断为摩擦桩或端承桩，桩径、桩长均由桩基模型中直接读取获得，桩顶反力需要根据上部结构计算结果填写，摩擦桩地勘数据和端承桩地勘数据与桩基类型相对应，根据桩基类型激活对应数据，并根据步骤s4中读取的地质钻孔模型信息自动填入，土层信息包含土层代号、土层厚度、摩阻力标准值、容重、各土层侧摩阻力、置换土重，其中土层代号、土层厚度、摩阻力标准值、容重根据步骤s4中读取的地质钻孔模型信息自动填入，各土层侧摩阻力、置换土重可根据上述信息简单的自动计算后填入。

13、在一些可选的实施方案中，所述的步骤s6中，点击计算按钮，自动调用编写的桩基承载力的计算程序，所有计算参数均已在计算界面中，程序自动调用参数即可算出桩基承载力具体数值，并与基础数据中的桩顶反力相比较，给出计算结论。

14、按照本发明的另一方面，提供了一种基于bim的桥梁桩基承载力计算系统，包括：

15、模型建立模块，用于建立桥梁bim模型及地质钻孔模型；

16、第一选择模块，用于选择需要计算的桩基模型；

17、第二选择模块，用于选择对应的地质钻孔模型；

18、信息获取模块，用于自动获取所选择的桩基模型和地质模型信息；

19、界面模块，用于自动调出桩基计算界面，写入相关计算信息；

20、计算模块，用于完成承载力计算结果。

21、在一些可选的实施方案中，所述模型建立模块中，桥梁bim模型及地质钻孔模型采用bentley软件建模，模型文件格式为.dgn文件，桥梁bim模型中桩基直径和桩长应与设计一致，地质钻孔模型中的地层参数应与地勘报告中的参数一致，地质钻孔建模时应包含土层代号、分界点标高、土层厚度、土层极限侧摩阻力标准值、土层极限端阻力标准值、地基承载力基本容许值信息，且桥梁bim模型及地质钻孔模型的标高均应与设计保持一致。

22、在一些可选的实施方案中，所述第一选择模块及第二选择模块中，编写程序，调用bentley microstation sdk中dgnelementsettool相关函数，提示选择需要计算的桩基模型，可选择单根桩基，也可选择同一承台下的全部桩基，点击鼠标右键确认选择后，根据提示再选择对应的钻孔模型，最终点击鼠标右键确认全部选择。

23、在一些可选的实施方案中，所述信息获取模块中，编写程序，调用bentleymicrostation sdk中solidelement相关函数提取桩基模型和地质模型信息，该步骤由程序后台自动完成，其中桩基模型主要获取桩顶标高、桩底标高、桩基长度和桩基直径信息，在程序中预先定义变量，相关信息写入变量中进行存储，地质钻孔模型主要获取土层代号、分界点标高、土层厚度、土层极限侧摩阻力标准值、土层极限端阻力标准值、地基承载力基本容许值信息，在程序中预先定义变量，相关信息写入变量中进行存储。

24、在一些可选的实施方案中，所述界面模块中，桩基承载力计算界面采用winform控件编写，在计算界面中对各计算参数进行归类整理，包含基础数据、摩擦桩地勘数据、端承桩地勘数据、土层信息数据，其中基础数据包含桩基类型、桩径、桩长、桩顶反力，桩基类型根据信息获取模块中读取的桩端土层信息，自动判断为摩擦桩或端承桩，桩径、桩长均由桩基模型中直接读取获得，桩顶反力需要根据上部结构计算结果填写，摩擦桩地勘数据和端承桩地勘数据与桩基类型相对应，根据桩基类型激活对应数据，并根据信息获取模块中读取的地质钻孔模型信息自动填入，土层信息包含土层代号、土层厚度、摩阻力标准值、容重、各土层侧摩阻力、置换土重，其中土层代号、土层厚度、摩阻力标准值、容重根据信息获取模块中读取的地质钻孔模型信息自动填入，各土层侧摩阻力、置换土重可根据上述信息简单的自动计算后填入。

25、在一些可选的实施方案中，所述计算模块中，点击计算按钮，自动调用编写的桩基承载力的计算程序，所有计算参数均已在计算界面中，程序自动调用参数即可算出桩基承载力具体数值，并与基础数据中的桩顶反力相比较，给出计算结论。

26、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

27、本发明基于bim的桥梁桩基承载力计算方法，直接基于设计过程中建立的桥梁bim模型开展计算，只需根据提示依次选择需要计算的桩基和对应的地质钻孔模型，即可自动提取bim模型中的相关参数，通过wiform控件编写计算界面，对各类计算参数自动分类整理，根据规范公式自动调用参数开展计算，并输出计算结果，避免了人为输入大量计算参数的操作，大大提高了计算效率，有效避免了人为失误，具有智能化、简单化、快捷化的特点。