桥梁设计工作流：数据交换的最佳实践

介绍

传统上，桥梁是在 2D 图纸和电子表格上设计和记录的。这种方法的主要挑战是通过多次设计更改确保所有文档都反映最新设计。这是一个耗时的过程，充满了潜在的人为错误和责任风险。为了应对这些挑战，我们开发了两种基于3D模型的BIM工作流程：基于Dynamo 的方法和基于InfraWorks的方法。Dynamo 工作流具有高度可定制性和功能（例如，能够利用机器学习），但学习曲线更陡峭。InfraWorks 方法易于学习，依赖于现有（和熟悉的）软件进行定制，并且在设计的所有阶段都易于直观地进行交流。

InfraWorks方法依赖于所有三大设计平台来完成专业任务：Civil 3D，Inventor和Revit。有了这么多的平台间协作，重要的是要知道在哪个软件中执行什么任务，以及如何准备要使用的数据。本文的目标是解决这些问题。我们将提供有关如何使此工作流程顺利运行的各种提示。

有许多方案可以解决哪些软件参与项目的哪个阶段。其中大部分将取决于项目的性质（新建或重建），涉及的设计师数量，他们的职责是什么以及他们的个人时间表是什么。移动哪些数据以及何时移动将由特定项目的方案决定。

我们将主要处理一个示例场景。数据流将大致按照从项目开始到完成的事件顺序进行讨论。请注意，这不一定是桥梁项目的“正确”路径;这只是一条可能的路径。

GIS、Civil3D 和 InfraWorks 之间的数据传输：各种格式指南

在InfraWorks中创建初始项目：模型生成器或手册

初始项目设置可以从模型生成器开始，也可以从空白的新模型开始。模型构建器使我们能够非常快速轻松地获取一些上下文数据（空中、地形高程、建筑物、道路），因此这就是项目通常在最早阶段开始的方式。但是，如果您已经有更精细的地形、鸟瞰、建筑物和道路数据可用，则可能需要创建一个空白的新模型。

一个重要的注意事项是，在 2020.1 更新之前，使用模型生成器创建的模型存在一个明显的缺点：模型是使用 LL84 坐标系 （CS） 构建的。之后可以更改显示 CS，但不能更改模型的实际 CS。虽然我们发现InfraWorks在几乎所有项目中都能很好地处理CS转换，但它很少产生一些意外错误。InfraWorks 2020.1 更新解决了此问题。我们现在能够使用投影坐标系而不是 LL84 创建模型生成器模型。

 

在基础设施工程中设置基本计划

创建模型后，我们通常会开始添加额外的基础方案数据。这可能包括来自激光雷达的精细高程数据、高分辨率航空栅格或 GIS 数据。但是，在添加这些类型的数据之前，通常最好使用 Civil 3D 进行检查或准备。我们将涵盖的任务包括：

1. 查看 GIS 数据

2. 准备更精确的表面

3. 处理调查数据

4. 准备关键路线（或走廊）

查看地理信息系统数据

在 InfraWorks 中，我们无法查看大多数 GIS 源数据直接具有的属性集（“方案”）类型（“方案”），通过 ArcGIS 连接器引入的属性集除外。标准 InfraWorks 数据类型有自己的架构;要从 GIS 数据源访问属性，我们需要将源数据属性分配给 InfraWorks 属性（“方案映射”）。

希望InfraWorks很快能够像ArcGIS Connector数据一样为所有GIS数据源提供自动方案映射。在此之前，我们需要使用另一个程序来查看源数据属性，以便我们知道哪些属性是有用的并相应地映射它们。Map3D 是 C3D 的基础组件之一，非常适合查看 GIS 数据。

如果没有一个标准 InfraWorks 数据属性适合源属性，我们始终可以在 InfraWorks 中使用扩展架构创建自定义数据类型。这是通过“添加扩展架构...”“模型资源管理器”选项板中的上下文命令。

创建自定义数据类型后，可以在将 GIS 数据引入 InfraWorks 时使用该数据类型。此自定义数据类型将具有一个扩展架构，该架构具有我们为映射到源属性而创建的其他自定义属性。

以下是一些示例 GIS 检查和方案制图任务：

• 连接到建筑物SHP，查看建筑物的分区/使用情况。在 InfraWorks 中相应地映射数据，并设置要素主题。

• 连接到道路 SHP，查看车道数，在 InfraWorks 中相应地映射数据，并使用正确的车道数绘制道路。

在Civil 3D中准备曲面

来自模型构建器的高程可以让我们快速前进，但应替换为更精确的表面。即使在实地勘测完成之前，通常也可以根据各种数据类型（例如，DEM、等值线、激光雷达、摄影测量点云）制备良好的表面。其中一些表面类型可以直接引入InfraWorks，但Civil 3D通常是组织和组合各种数据源的更好工具。

对于本项目，使用以下步骤准备了激光雷达表面：

1. 将LAZ激光雷达文件解压到LAS，仅将地形点提取到XYZ文件

2. 使用 ReCap 创建点云文件 （RCP）

3. 在土木 3D DWG 中附加点云

4.从点云生成表面（按点之间的平均距离抽取，没有过滤选项）

5. 选择表面并从中生成地理TIFF数据

6. 将 TIF 导入 InfraWorks，然后将其从未分类移动到地形并关闭旧地形高程

提示： 曲面可以直接从 InfraWorks 中的 DWG 导入。在这种情况下，GeoTIFF用于减小文件大小并提高性能。

提示： 表面也可以导出为 LandXML，但此格式可能需要更长的时间来导入，并且可能存在更多潜在的坐标系问题。

导入和集成调查数据

Civil 3D还擅长将调查作为点和数字引入。这可用于创建要导入到 InfraWorks 中的要素，或优化要导入到 InfraWorks 中的曲面。

提示： 通常，将调查中的点和线要素引入 InfraWorks 的最佳方法是将调查导入 Civil 3D，然后将其导出为形状文件以供 InfraWorks 使用。

在土木 3D 中优化道路路线

通常，来自 GIS 数据的道路是断开连接的，具有不准确的几何，并且通常不适合在设计中使用。虽然InfraWorks具有对齐/轮廓设计功能，但Civil 3D拥有成熟的工具集，更多道路设计师熟悉。如果已准备好 GIS Map3D / Civil 3D DWG 并包含道路数据，请将其用作参考。如果没有，则可以将导入 InfraWorks 模型生成器数据用作参考。导入工作流取决于模型位置。

1.局部模型：在Civil 3D中，打开InfraWorks模型（文件类型= sqlite）。默认的 InfraWorks 模型位置为 \Documents\Autodesk InfraWorks Models\Autodesk 360。“开放模型”比“导入IMX”具有优势，可以优化对象设置和选择集。

• 提示： 在“打开模型”时，应在 InfraWorks 中关闭 InfraWorks 模型以避免坐标系错误。

• 提示：虽然可以选择集进行优化，但请注意，您无法按提案进行过滤。如果不同提案中有多个版本的现有条件可用，则最好只导出/导入 IMX。

2. BIM 360 模型：BIM 360 模型使用 IWM 格式，与“打开模型”命令不兼容。在这种情况下，最好导出到 IMX。

使用导入的对齐几何图形作为指导，绘制与声音几何图形的正确对齐，以替换旧的几何图形。构造线、捕捉、偏移等在这里非常有用。绘制细化路线（以及可选的轮廓）后，您需要在将它们带回 InfraWorks 之前隔离它们，因为您不想重新导入重复项。

最好的方法是将数据快捷方式化为精致的道路。从数据快捷方式创建仅包含这些道路的新图形。如果原始设计被更改，只需同步数据快捷方式绘图并重新导入InfraWorks即可。另一种选择是简单的另存为，但它会丢失一些不可取的动态链接。

在土木 3D 模式下构建走廊

在项目期间的任何时候，Civil 3D 中的路线都可以完全开发成详细的走廊并导入 InfraWorks 中。此功能在 2021.1 更新中得到了进一步改进，以便在导入 InfraWorks 后提供额外的灵活性。

开始在基础设施工程中设计桥梁

初始桥梁设计和编辑

创建桥后，可以通过重用过去项目中的配置或利用 Excel 调整参数来进一步加快桥设计过程。有两个级别可以保存和重复使用设置：在零件级别（例如，桥墩、大梁、甲板、基础）或一次全部（桥梁组件）。要一次导入整个桥构件的所有设置，只需选择桥并单击特性选项板上的装配体图标即可。

要将现有网桥配置保存到库中，只需选择网桥，右键单击并选择“添加到库”。

保存或加载零件配置是通过样式调色板完成的。可以使用编辑按钮编辑现有样式。请注意，由于无法编辑原始样式，因此需要先复制库存样式。

在“零件尺寸”列下，编辑各个参数。要设置可以轻松切换到的多组值，可以使用“添加列”按钮。

根据自己的喜好调整值（或值列）后，可以使用导出按钮将所有列导出到 json 文件。导出到 json 文件和从 json 文件导入是在项目/计算机之间传输设置的好方法。

桥梁构件和 json 文件是加载零件和桥梁模板的好方法。但是编辑当前网桥呢？还有一种强大的方法可以通过Excel做到这一点。

要将现有网桥输入参数导出到 Excel：选择网桥，右键单击，然后选择“发送到电子表格”\“新建”。

导出后，您可以使用 Excel 的公式、脚本和其他分析/计算工具的全部功能。

要进行更改和更新以前导出的电子表格：选择桥接，右键单击，然后选择“发送到电子表格”\“更新现有电子表格”。要从电子表格值更新桥接设计：选择桥接，右键单击，然后选择“发送到电子表格”\“打开现有”。

下载完整的课程讲义以继续阅读。

Michel Beaulieu在加拿大新不伦瑞克省获得机械工程技术专家学位，并从1984年在McDonnell Douglas Aircraft开始，曾在英语和法语的各种MFG和AEC职位上工作。此后，他在广泛的项目中积累了经验，包括制造、建筑、DOT 基础设施等。结合他的咨询、管理和技术经验，他从 2004 年开始经营成功的技术咨询业务，并于 2017 年加入 SolidCAD。他拥有Autodesk在AutoCAD，Civil 3D，Inventor方面的专业认证，以及基础设施认证实施专家称号。他为加拿大国防部开发了疏浚、文档/数据管理、制造/原木房屋设计和标准/Revit2DWG 标准转换器方面的工作流程和软件。

Patrick Siemek是SolidCAD Solutions的BIM/AEC技术顾问。他毕业于乔治布朗学院建筑技术专业。他还完成了亨伯学院的Revit建筑专业证书课程。多年来，Patrick 从建筑、结构和 MEP 以及 BIM 项目工作流中使用的许多其他工具中获得了使用 Revit 的专业知识。Patrick 目前使用 Revit、AutoCAD、ReCap 和其他相关产品等产品为 AEC 行业提供支持、教授和构建工作流。

Jae Kwon在加拿大新不伦瑞克省蒙克顿获得了土木工程技术证书，重点是公路和市政项目。在加入 SolidCAD 担任技术顾问之前，他曾在土木工程行业担任设计师和 CAD 标准经理。Jae 目前为 Civil3D、AutoCAD、InfraWorks 和相关产品教授、提供支持和开发工作流程。他的主要兴趣领域是通过 Dynamo for Civil 3D 实现自动化，通过实时可视化促进有影响力的叙述，并调查土木工程行业的 BIM 实践。