嵌入路线算法的公路桥梁BIM自动化建模研究
前言
路线线形算法路线线形是确定路线平面线形、纵断面线形及二者相结合三维空间线形的总称。桥梁的整体线形取决于其路线线形。因此，将路线线形算法嵌入桥梁BIM模型创建过程，将极大地提高BIM模型创建的效率和准确性。
平面线形计算
平面曲线根据线形计算方法分为交点法与线元法两种。交点法适用于标准曲线的计算，标准曲线是由直线段、入缓和曲线段、圆曲线段、出缓和曲线段、直线段5段曲线顺序组合而成的曲线，因此不适用于S形、卵形等曲线的计算，具有一定的应用限制。
而线元法是将道路曲线分为直线、圆曲线、缓和曲线与不完整缓曲线4类曲线基本线型，由这4种曲线任意组合，可构成S形、卵形曲线等任意设计曲线，具有较强的通用性。因此，本文采用线元法计算曲线。
曲线桥梁BIM建模方法
桥梁受复杂的横向、纵向复杂曲线影响，建模难度大。为简化桥梁BIM建模工作，根据曲面复杂程度分为标准构件与曲面构件，提出的嵌入曲线设计的Dynamo曲线桥梁建模方法包含三个步骤:首先，创建桥梁各构件族标准模型;其次，在Dynamo程序中嵌入路线曲线解析算法，计算曲线，并依据输出曲线数据创建曲线构件组模型;最后，曲线计算快速计算标准构件族与曲面构件族的放置数据，通过Dynamo实现模型快速、批量、精确放置，完成曲线桥梁BIM模型的自动创建。
标准构件模型创建与放置
标准构件是指直线构造或仅单向曲线构造，桥梁中心曲线不影响其形状，包括桩基、承台、墩柱、台帽、盖梁、预制梁等。
其中，结构简单的构件可通过Revit常规建模方法创建实现;结构较为复杂的构件，如斜交预制梁，可通过设置自适应点灵活驱动模型形状实现几何建模。
在模型创建过程中，为提高模型灵活性，减少模型创建工作量，应进行充分设置参数化驱动，添加尺寸、材质、放置点等参数。
标准构件创建后，需放置在桥梁总体模型中，手动放置工作量大、成本高，本文采用Dynamo实现批量放置，其过程为可依据设计图样与嵌入曲线计算式的Dynamo曲线计算程序批量计算放置信息，并通过Dynamo放置节点进行批量放置，详细过程参加曲面构件模型创建与放置部分。
曲面构件模型创建
曲面构件特点为双向曲线构造，桥梁中心曲线直接影响其形状位置，包括连续梁、曲线桥梁铺装等。
如通过放样的方式创建模型，由于Revit无法精确绘制缓和曲线与双曲线，放样路径精度较低，难以绘制精准模型。Dynamo参数化节点具有极强的参数化模型创建功能，但直接通过Dynamo创建模型为体量模型，具备几何信息，但属性信息程度较低，无法支撑深入的BIM应用。
首先，对曲面构件按路形曲线划分，以离散密集的点模拟复杂曲线，相邻两点横截面间模型为构件段，划分足够越密，则该构件段近似为标准构件;其次，通过Dynamo实现曲线计算，输出各构件段的放置位置与高程等数据;最后，通过Dynamo进行批量的放置。
Dynamo构件放置程序设计
通过Dynamo可视化编程工具中的节点Excel.ReadFromFile获取表格内的数据，选择List库中的节点对数据进行批量处理，获取构件段放置信息。
数据结构形式为二维数组，可选择List库中的节点进行数据的筛选与提取。通过Revit库中FamilyTypes获取需要放置的梁段族，通过FamilyInstance.ByPoint与FamilyInstance.SetRotation自动按照坐标与角度进行放置，从而实现曲线模型的快速准确建模。
如变截面构件，可对构件段截面设置尺寸参数，通过Element.SetParameterByName节点按名称查找对应参数，并批量输入截面尺寸数据，实现变截面模型创建。
总结
嵌入路线算法在公路桥梁BIM自动化建模中具有重要应用价值。该研究通过利用嵌入路线算法，能够高效地生成公路桥梁的三维模型，实现自动化建模的目标。这种算法能够根据桥梁的设计参数和几何形状，自动计算桥梁的结构，包括梁、墩、桩等，实现对桥梁结构的精确建模。嵌入路线算法的应用可以提高公路桥梁建模的效率和精度，为公路工程的规划和设计提供重要支持。
参考文献
杨涛，王志锋，黄小成，等. 基于嵌入路线算法的公路桥梁BIM自动化建模[J]. 土木工程学报，2020，53(12)：125-133.
杨明，刘国强. 基于嵌入路线算法的公路桥梁BIM自动化建模研究[J]. 建筑科学与工程学报，2021，38(2)：96-101.
