一种基于BIM的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法及应用与流程
本发明涉及建筑施工，具体涉及一种基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法及应用。
背景技术：
1、铁路预制梁是现代铁路建设中关键的结构组件，在传统的预制梁生产中，其构件主要包括梁体本身，而梁体由钢筋骨架和混凝土组成。钢筋骨架是预制梁的核心组成部分，其设计与制造质量直接影响着铁路线路的安全性和经济性。钢筋骨架的生产过程包括钢筋的切割、弯曲和焊接，以形成预定形状和尺寸的钢筋构件，并按照设计图纸在组装平台上组装成完整的钢筋骨架。
2、传统的铁路预制梁在设计时，钢筋的布置和用量往往遵循固定的标准模式，缺乏针对特定地理环境、荷载条件以及材料性能的精细化优化，这导致了资源的过度消耗，同时也可能因设计冗余不足而影响结构的耐久性和安全性。此外，铁路预制梁钢筋骨架均使用二维设计，钢筋的数量繁多，结构复杂，钢筋构件之间极易发生干涉，钢筋骨架的设计优化过程相对困难，钢筋绑扎和安装过程费时费力，施工成本高。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，包括以下步骤：
4、s1，基于bmi技术创建预制梁钢筋的三维模型，通过设置satwe前处理参数计算得出各输出文件，对比整体计算指标，如不同荷载下的结构响应、应力和应变分析，提出针对钢筋骨架的优化设计计算模型；
5、s2，通过对三维模型的设计、施工、应用方案进行优化，所述优化处理方法包括：对钢筋位置进行调整，顶板钢筋优化、底腹板钢筋优化、纵向和横向钢筋优化，以及定位网片优化；
6、s3，根据优化方案进行预制构件的设计及加工，将钢筋制成不同规格的钢筋预制构件，并对预制构件进行拼接安装。
7、作为本发明的优选方案，所述步骤s1中的satwe前处理参数包括设置基本信息、地震信息、风载荷信息和全局性的分析参数。
8、作为本发明的优选方案，所述s2中的顶板钢筋优化包括：将底板纵向钢筋连为一根，或改为三段连接。
9、作为本发明的优选方案，所述步骤s2中的底腹板钢筋优化包括：在小u形筋上下角隅逐根插入式补强筋。
10、作为本发明的优选方案，所述步骤s2中的纵向和横向钢筋优化包括：箱梁外圈纵向钢筋通长，且没有弯钩，箱梁内圈纵向钢筋分为三根，设置为弯钩，腹板内侧箍筋弯钩由135°改为平勾。
11、作为本发明的优选方案，所述步骤s2中的定位网片优化包括：将定位网钢筋和内圈钢筋笼连接成整体。
12、作为本发明的优选方案，所述钢筋优化设备包括：智能钢带网焊接设备、钢筋网焊接设备、箱梁定位网智能焊接设备、数控钢筋液压剪切设备、大u形钢筋弯曲中心。
13、作为本发明的优选方案，所述大u形钢筋弯曲中心包括：阶梯式上料结构、钢筋定位结构、大u形钢筋弯曲结构；
14、所述钢筋定位结构包括光电传感器、上料定位夹具，所述上料定位夹具包括底座，所述底座上面一侧固定安装有夹块，底座另一侧安装有气缸外壳，所述气缸外壳内部安装有内推气缸，所述内推气缸前端固定连接有内推块，底座、夹块和内推块之间构成的空间为夹持槽，所述底座下方固定连接有垂直于内推块运动方向设置的无杆气缸，所述无杆气缸底部连接有用于支撑上料定位夹具的支撑座，所述支撑座上面内推气缸侧固定安装有连接座，所述支撑座通过连接座与机械臂固定连接，所述上料定位夹具至少有三个，且均匀布置，分别对钢筋的中心和两端进行夹取，所述光电传感器有两个，对称安装在定位结构两侧，所述光电传感器定位识别于夹持槽底部，且靠近夹块侧；
15、所述大u形钢筋弯曲结构包括弯曲定位夹具、第一弯曲机构、第二弯曲机构，所述弯曲定位夹具固定连接有机械臂，所述第一弯曲机构上方固定安装有小弯曲机头，所述第二弯曲机构上方固定安装有大弯曲机头。
16、本发明的另一个目的在于提供一种基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法在铁路预制箱梁建造中的应用。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18、本发明中，通过bim技术，对铁路预制梁钢筋骨架进行全方位三维建模，在设计时对钢筋骨架进行可行性分析和优化，提前排除钢筋干涉问题，模拟钢筋骨架拼装施工流程，精细规划安装，提升施工效率，针对大u形钢筋弯曲中心，取消了现有技术中的定尺剪切结构，减少了资源消耗，降低施工成本。
技术特征：
1.一种基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述步骤s1中的satwe前处理参数包括设置基本信息、地震信息、风载荷信息和全局性的分析参数。
3.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述s2中的顶板钢筋优化包括：将底板纵向钢筋连为一根，或改为三段连接。
4.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述步骤s2中的底腹板钢筋优化包括：在小u形筋上下角隅逐根插入式补强筋。
5.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述步骤s2中的纵向和横向钢筋优化包括：箱梁外圈纵向钢筋通长，且没有弯钩，箱梁内圈纵向钢筋分为三根，设置为弯钩，腹板内侧箍筋弯钩由135°改为平勾。
6.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述步骤s2中的定位网片优化包括：将定位网钢筋和内圈钢筋笼连接成整体。
7.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述钢筋优化设备包括：智能钢带网焊接设备、钢筋网焊接设备、箱梁定位网智能焊接设备、数控钢筋液压剪切设备、大u形钢筋弯曲中心。
8.根据权利要求1所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法，其特征在于，所述大u形钢筋弯曲中心包括：阶梯式上料结构、钢筋定位结构、大u形钢筋弯曲结构；
9.根据权利要求1-8任一项所述的基于bim的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法在铁路预制箱梁建造中的应用。
技术总结
一种基于BIM的高速铁路预制梁钢筋优化处理方法及应用，包括以下步骤：S1，基于BMI技术创建预制梁钢筋的三维模型，通过设置SATWE前处理参数计算得出各输出文件，对比整体计算指标，提出针对钢筋骨架的最优设计计算模型；S2，通过对三维模型的设计、施工、应用方案进行优化；S3，根据优化方案进行预制构件的设计及加工，将钢筋制成不同规格的钢筋预制构件，并对预制构件进行拼接安装。本发明通过BIM技术，对铁路预制梁钢筋骨架进行全方位三维建模，在设计时对钢筋骨架进行可行性分析和优化，提前排除钢筋干涉问题，模拟钢筋骨架拼装施工流程，精细规划安装，减少了资源消耗，降低施工成本。
技术研发人员：陈向阳,张少朋,石军伟,殷爱国,郑贺民,李二伟,孙猛,牛远志,吴攀,刘同斌,李东原,周亮,何磊,张震江,齐亚北,陈健,雷泽龙
受保护的技术使用者：中铁七局集团郑州工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5