關(guān)于VR技術(shù)在BIM橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

朱雪源 楊威 謝銳翔

摘要：隨著我國建筑工程領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，有效的促進(jìn)了我國建筑工程領(lǐng)域企業(yè)的發(fā)展。橋梁工程建設(shè)是我國交通體系的重要組成部分，有利于促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時也為人們的出現(xiàn)提供更多的便利。橋梁工程建設(shè)規(guī)模的不斷增大，橋梁設(shè)計(jì)的要求也逐漸的提高，在橋梁設(shè)計(jì)過程中充分利用VR技術(shù)和BIM技術(shù)等信息化手段，提高橋梁設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);BIM;橋梁設(shè)計(jì);應(yīng)用

信息化技術(shù)不斷的發(fā)展和應(yīng)用，有效的提高了建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展，在橋梁設(shè)計(jì)過程中通過VR技術(shù)和BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的提高橋梁設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，保證橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高了橋梁施工的安全性。VR技術(shù)與BIM技術(shù)的結(jié)合，能夠構(gòu)建虛擬化的橋梁施工場地，通過動態(tài)化的展示橋梁各個方面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對橋梁設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而優(yōu)化橋梁設(shè)計(jì)方案，保證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性和安全性。

1.VR 技術(shù)與BIM技術(shù)概念

VR 技術(shù)和BIM技術(shù)的有效結(jié)合應(yīng)用，有效的提高了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，避免了橋梁施工過程中發(fā)生一些列問題，降低了施工成本的投入，有效的提高了橋梁施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1.VR 技術(shù)

VR 技術(shù)屬于一項(xiàng)新型的科學(xué)技術(shù)，成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，技術(shù)中蘊(yùn)含了多種現(xiàn)代化的技術(shù)種類和學(xué)科知識，其中包括計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)以及圖形學(xué)等，能夠通過傳感設(shè)備和多種元素的集成創(chuàng)建一個虛擬化的三維空間。通過VR技術(shù)的使用，能夠真實(shí)的感受和體會以及看到和聽到虛擬空間中所呈現(xiàn)出現(xiàn)的場景。VR技術(shù)具有存在性和交互性以及感知性等特點(diǎn)，對于現(xiàn)實(shí)環(huán)境的模擬具有非常重要的作用。橋梁設(shè)計(jì)工作中充分利用VR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)橋梁工程的虛擬化施工，與橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)互動，提高了橋梁施工設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性和科學(xué)性，同時也是的橋梁施工與設(shè)計(jì)的配合性更高，總體上提高了橋梁設(shè)計(jì)的水平。

1.2 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡稱，BIM 技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用較為成熟，促進(jìn)了我國建筑工程領(lǐng)域的發(fā)展。BIM技術(shù)是可以通過數(shù)字表達(dá)方式體現(xiàn)出建筑工程的物理特性和功能性。BIM技術(shù)的應(yīng)用有效的提高了建筑工程的設(shè)計(jì)和施工水平，并且為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)的參考和決策依據(jù)，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工程施工的三維立體可視化模擬，利用BIM模型能夠在橋梁工程施工前對施工中可能存在的問題進(jìn)行分析，進(jìn)而優(yōu)化和調(diào)整工程設(shè)計(jì)方案，所以，在橋梁設(shè)計(jì)中充分利用BIM技術(shù)有效的保證了橋梁工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。

2.VR技術(shù)在BIM橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 利用 BIM 模型 VR 環(huán)境設(shè)計(jì)流程

BIM橋梁設(shè)計(jì)前，要對橋梁的建設(shè)位置和施工場地等進(jìn)行勘查，并記錄勘查數(shù)據(jù)和資料，并將這些信息和參數(shù)等輸入到BIM模型當(dāng)中，這樣可以讓橋梁設(shè)計(jì)從平面化轉(zhuǎn)化立體化和空間數(shù)字化，提高了橋梁設(shè)計(jì)的科學(xué)性和時效性。完成橋梁結(jié)構(gòu)屬性的賦予后，需要將橋梁的BIM模型轉(zhuǎn)載到虛擬的VR環(huán)境當(dāng)中，利用VR技術(shù)建立虛擬化的橋梁結(jié)構(gòu)場景，將橋梁的各部位細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的展示。最后可以在虛擬化的VR場景中對BIM技術(shù)呈現(xiàn)出的橋梁設(shè)計(jì)模型的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)，對橋梁設(shè)計(jì)過程中存在的問題進(jìn)行分析，并結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)展現(xiàn)出的橋梁細(xì)節(jié)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，最大限度的提升了橋梁設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。

2.2 VR 技術(shù)在BIM橋梁設(shè)計(jì)的具體實(shí)施流程

首先，要利用BIM技術(shù)完成橋梁模型設(shè)計(jì)。由于橋梁建設(shè)的規(guī)模較大，建設(shè)的質(zhì)量要求較高，在設(shè)計(jì)和施工過程中都應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注橋梁的質(zhì)量和使用安全性。橋梁模型設(shè)計(jì)過程中需要充分利用Revit軟件，來完成模型族庫的建設(shè)，包括橋梁上下部分結(jié)構(gòu)族和橋梁輔助設(shè)施等。完成模型族庫的建設(shè)后，還要對橋梁工程的相關(guān)信息和現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且需要將這些數(shù)據(jù)信息和參數(shù)進(jìn)行緊密的結(jié)合和聯(lián)系，這樣才能為可視化模型構(gòu)建提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，保證模型構(gòu)建的精準(zhǔn)性。橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)確定后，開始橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模型搭建工作，并通過不斷的模型設(shè)計(jì)優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)的最佳方案。

其次，利用 VR 技術(shù)搭設(shè)虛擬化環(huán)境。通過VR技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)虛擬環(huán)境的搭建，并且呈現(xiàn)出仿真性和可視化的特點(diǎn)，展示橋梁所處的環(huán)境和橋梁的結(jié)構(gòu)等，展示出BIM橋梁的整體結(jié)構(gòu)和模型設(shè)計(jì)情況。BIM橋梁模型設(shè)計(jì)是VR技術(shù)使用的關(guān)鍵性技術(shù)，也是VR技術(shù)使用的基礎(chǔ)。構(gòu)建出的三維立體平臺具有協(xié)同性質(zhì)，并且能夠通過綠色化的方式對橋梁的設(shè)計(jì)和施工等進(jìn)行分析。VR技術(shù)在BIM橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，需要構(gòu)建一個實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備包括顯示系統(tǒng)和孤立立體投影系統(tǒng)以及立體發(fā)射器和立體眼鏡等必要的設(shè)備。完善的設(shè)備是保證VR虛擬環(huán)境合理構(gòu)建的重要基礎(chǔ)設(shè)施，此外，軟件系統(tǒng)也是必不可少的，如 Fuzor 軟件的使用是不可缺少的，軟件和硬件是保證模型構(gòu)建的基礎(chǔ)，也是提升VR技術(shù)在BIM橋梁設(shè)計(jì)中的科學(xué)性的重要保證。

2.3構(gòu)建橋梁的VR模型

利用VR技術(shù)創(chuàng)設(shè)的橋梁設(shè)計(jì)虛擬環(huán)境中還要利用其他軟件的輔助， 需要利用Fuzor 軟件調(diào)取 Revit 軟件中橋梁構(gòu)建的模型，同時還要調(diào)取橋梁的具體參數(shù)信息，并完成最終的VR橋梁虛擬模型構(gòu)建。VR模型構(gòu)建后，技術(shù)人員需要佩戴專業(yè)的VR頭盔和VR眼鏡等設(shè)備，對BIM橋梁模型設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和處理，并在VR虛擬環(huán)境中以動態(tài)化的方式對橋梁的模型設(shè)計(jì)效果進(jìn)行展示。通過對橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)各方位和各結(jié)構(gòu)的展示，橋梁設(shè)計(jì)人員對橋梁設(shè)計(jì)與實(shí)際施工的情況進(jìn)行討論，并對橋梁設(shè)計(jì)的方案不斷的進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，對橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行校對和改動，提出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，提高了橋梁設(shè)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為橋梁的施工提供了可靠的參考，更重要的是VR技術(shù)在BIM橋梁中的應(yīng)用有效的保證了橋梁工程設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量，提高了橋梁工程建設(shè)的效率。

結(jié)束語：

VR技術(shù)在BIM橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效的提高了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，能夠針對橋梁工程建設(shè)的全過程進(jìn)行科學(xué)化的管理，提高了橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量，提高了橋梁工程施工的效率。利用VR技術(shù)構(gòu)建出可視化和虛擬化的環(huán)境，使橋梁結(jié)構(gòu)和所處的環(huán)境立體化和動態(tài)化的展示，還能夠?qū)?gòu)建虛擬化的橋梁施工現(xiàn)場，并通過調(diào)整橋梁設(shè)計(jì)參數(shù)使橋梁設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)化和科學(xué)化，提高橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量。

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