Mỗi dự án xây dựng cầu đường bắt đầu bằng một hoặc nhiều trục – với Allplan Bridge, bạn có thể nhập dữ liệu từ một thiết kế hiện có (sử dụng định dạng dữ liệu LandXML) hoặc xác định thủ công. Trong cả hai trường hợp, liên kết được lưu dưới dạng tham số.
Video hướng dẫn:
Bạn có thể xác định bất kỳ mặt cắt và hình dạng nào với giá trị phụ thuộc và giá trị biến đổi. Các mặt cắt tham số này có thể được điều chỉnh bất cứ lúc nào và được lưu dưới dạng mẫu để sử dụng lại.
• Xác định mặt cắt tùy ý
• Ranh giới bên ngoài
• Cấu kiện cứng
• Mẫu do người dùng xác định
• Tính toán các giá trị mặt cắt
Khi xác định mặt cắt, các phần mặt cắt được tiêu chuẩn hóa và liên tục được sắp xếp (như các cấu kiện cứng dọc trong các phần thép liên hợp) có thể dễ dàng được đặt trong mặt cắt. Mặt cắt dọc có thể được tạo thủ công trong một mặt cắt riêng hoặc được nhập từ thư viện người dùng. Khi hình dạng hình học xác định vị trí và số lượng được đặt và bản vẽ sẽ tự động đặt dọc theo cạnh mặt cắt ngang. Kết nối mặt cắt dọc đường và cạnh mặt cắt được tự động điều chỉnh bằng cách đùn hoặc cắt mặt cắt dọc đường.
Mô hình tham số 3D xét bố cục đường, căn chỉnh cầu và mặt cắt cần thiết, giúp cấu hình mô hình nhanh chóng và hiệu quả.
Hình học phức tạp bao gồm căn chỉnh cong đôi và mặt cắt biến đổi có thể được tạo dễ dàng với sự trợ giúp của các mục và công thức chữ và số.
Ví dụ, người dùng chỉ cần xác định một mặt cắt điển hình và Allplan Bridge sẽ tính toán chính xác tất cả các biến thể mặt cắt theo nhiều bảng hoặc nhiều công thức khác nhau. Một mô hình cầu 3D hoàn chỉnh được tạo ra dễ dàng hoặc nhanh chóng hơn.
Allplan Bridge hỗ trợ điều chỉnh cái loại dự ứng lực dễ dàng: với liên kết tức thời hoặc chậm hơn, bên trong và bên ngoài, dọc, ngang cũng như hình dạng hình học khác.
Dựa trên các điểm 3D do người dùng xác định, phần mềm sẽ tự động tạo ra hình dạng của một sợi cáp dọc theo cấu trúc cầu. Mỗi điểm Tendon 3D được chỉ định bởi vị trí dọc theo trục và vị trí trong mặt cắt ngang liên quan đến điểm tham chiếu. Ngoài ra, góc định hướng và bán kính cong của gân có thể được chỉ định trong mỗi điểm.
Các tham số chọn lọc có thể được định nghĩa là biến. Khi tính toán chi tiết hình học sợi cáp, chương trình sẽ tự động xác định các giá trị này, sử dụng thuật toán thông minh để giảm thiểu tổn thất ma sát trong quá trình ứng suất.
Một lưới điểm đặc biệt có sẵn trong mặt cắt ngang để dễ dàng đặc tả vị trí gân trong mặt phẳng cắt ngang. Lưới điểm này tạo điều kiện sao chép và phản chiếu cáp theo hướng dọc và ngang.
Trong Allplan Bridge, mô hình 4D là tiến độ thi công (quá trình xây dựng). Kế hoạch xây dựng được chia thành nhiều giai đoạn với các nhiệm vụ riêng lẻ, chẳng hạn như làm cứng bê tông, căng gân, kích hoạt trọng lượng, v.v.
Để bắt đầu, cần xác định thời gian thực hiện dự án. Ngày bắt đầu có thể được định nghĩa là ngày tổng thể hoặc liên quan đến giai đoạn bắt đầu. Thuộc tính thời gian tiếp theo cần được xác định là thời lượng của nhiệm vụ. Theo cách này, sự thay đổi thời gian của các giai đoạn hoặc nhiệm vụ dễ dàng hơn và người dùng có toàn quyền kiểm soát việc này ảnh hưởng đến các yếu tố trước và sau.
Các thành phần cấu trúc liên quan tác động đến các tác vụ này và điều này kết nối các thuộc tính thời gian với cấu trúc.
Hơn nữa, trong Allplan Bridge có thể xác định tiến độ khác nhau cùng một cấu trúc cầu. Điều này cho phép phân tích các biến thể lịch trình khác nhau, giúp tối ưu hóa trình tự xây dựng.
Trong Allplan Bridge, mô hình 4D là tiến độ thi công (quá trình xây dựng). Kế hoạch xây dựng được chia thành nhiều giai đoạn với các nhiệm vụ riêng lẻ, chẳng hạn như làm cứng bê tông, căng gân, kích hoạt trọng lượng, v.v.
Để bắt đầu cần xác định thời gian thực hiện dự án. Ngày bắt đầu có thể được định nghĩa là ngày tổng thể hoặc liên quan đến giai đoạn bắt đầu. Thuộc tính thời gian tiếp theo cần được xác định là thời lượng của nhiệm vụ. Theo cách này, sự thay đổi thời gian của các giai đoạn hoặc nhiệm vụ dễ dàng hơn và người dùng có toàn quyền kiểm soát việc này ảnh hưởng đến các yếu tố trước và sau.
Các thành phần cấu trúc liên quan tác động đến các tác vụ này và điều này kết nối các thuộc tính thời gian với cấu trúc.
Hơn nữa, trong Allplan Bridge có thể xác định tiến độ khác nhau cùng một cấu trúc cầu. Điều này cho phép phân tích các biến thể lịch trình khác nhau, giúp tối ưu hóa trình tự xây dựng.
Trong Allplan Bridge mô hình kết cấu không cần mô hình hóa từ đầu nhưng có thể tận dụng mô hình hình học hiện có để làm cơ sở thiết kế. Với một số định nghĩa phân tích liên quan, mô hình hình học được bổ sung và mô hình phân tích có thể được tạo tự động. Người dùng có thể kiểm soát quá trình tự động.
Một số phân tích đã bắt đầu với việc xác định mặt cắt ngang. Bằng cách sử dụng các “Đơn vị kết cấu” của người dùng, phần cầu nào trong hệ thống kết cấu và phần nào chỉ được coi là tải. Hơn nữa, nó xác định thành bao nhiêu phần tử dầm mà siêu cấu trúc hoặc cấu trúc phụ cần được phân chia.
Một trong những phân tích bổ sung liên quan đến định nghĩa cần được thực hiện về mức độ tự do (DOF) của phần tử lò xo.
Phân tích sâu hơn các định nghĩa liên quan cần phải được chỉ định ở cấp độ dầm. Số phần tử được phân phối tự động và người dùng chỉ cần chọn vật liệu.
Mô hình phân tích cho sợi cáp cũng được tạo ra từ hình dạng hình học của chúng. Sản phẩm phân tích vị trí chính xác của sợi cáp so với dầm và tự động phân phối các phần tử dầm tương ứng.
Kết quả phân tích tiến độ xây dựng và tập hợp tất cả các trường tính toán cần thiết trong một quy trình tự động, như các trường hợp tải, kích hoạt phần tử và tính toán ngoại lực. Bao gồm dữ liệu đầu vào để tính toán ảnh hưởng thời gian phi tuyến, leo, co rút và giãn ra.
Tất cả các mục được tạo ra được liệt kê trong nhật ký “logging” và hoàn toàn minh bạch. Trong danh sách có thể thấy chính xác những gì đã được tạo ra. Người dùng toàn quyền kiểm soát bằng cách điều chỉnh các tác vụ cụ thể trong tiến trình xây dựng hoặc hủy kích hoạt tự động tạo và xác định các trường hợp tải và hành động tính toán theo cách thủ công.
Ví dụ: tính toán các tác động thời gian phi tuyến được tạo tự động khi các phần tử bắt đầu hoạt động. Thời gian mà các hiệu ứng cần tính toán được lấy từ các tác vụ tiếp theo (khi thay đổi cấu trúc tiếp theo xảy ra). Một số dữ liệu bổ sung được tự động truy xuất từ tài liệu được chỉ định và dữ liệu khác được xác định bởi người dùng. Tuy nhiên, người dùng có thể hủy kích hoạt tạo tự động và xác định hành động và tất cả các định nghĩa phụ thuộc thời gian theo cách thủ công.
Trọng lượng và vị trí của tải trọng cộng tác dụng (như vỉa hè, mặt đường, v.v.) được tự động lấy từ mô hình hình học. Có thể thực hiện cho tất cả các bộ phận kết cấu được xem là tải. Kết quả đánh giá cường độ tải được tính toán bởi diện tích của thiết bị và vật liệu được chỉ định. Khi người dùng chỉ định thời điểm lắp đặt thiết bị, tải được áp dụng trên hệ thống kết cấu sẽ được phân bố đồng đều ở trung tâm trọng lực của thiết bị.
Các loại tải bổ sung như thay đổi nhiệt độ, gió, độ lún, phanh và tăng tốc, v.v. cũng có thể được xác định và áp dụng dễ dàng. Những thiết lập là phần cuối cùng trong tiến độ thi công, tác vụ về trường hợp tải cụ thể được tạo ra với tương ứng với tải trọng được chỉ định. Các thành phần cấu trúc cần tính tải được gán tác động áp dụng tải cho các phần tử dầm
Áp dụng thiết lập tải bổ sung
Mô hình hóa tải bổ sung
Tải lưu lượng được xác định và áp dụng một cách thoải mái. Tải lưu lượng có thể được áp dụng tự động theo tiêu chuẩn đã chọn. Bên cạnh đó, cách tiếp cận chung để xác định tải trực tiếp trong Allplan Bridge cho phép tính bất kỳ loại tải trọng nào.
Định nghĩa về tải lưu lượng được chia thành 2 bước. Đầu tiên, làn đường cần được chia thành các làn đường riêng. Người dùng có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động. Khi sử dụng phương pháp tự động, người dùng cần chọn đường chuẩn và đường tham số xác định phần đường đi. Điều này cho phép phần mềm đánh giá số làn đường và chiều rộng.
Trong bước thứ hai, các nhánh tải (tải di chuyển) cần được xác định. Người dùng có thể xác định thủ công một nhánh tùy ý hoặc sử dụng các nhánh tải phụ thuộc được xác định và thiết lập trước.
Bước cuối cùng, các nhánh tải cần được kết hợp với làn đường tương ứng. Bước này cũng kích hoạt tính toán tải trọng di chuyển (đánh giá dòng ảnh hưởng).
Tính toán tải trọng động trong Allplan Bridge cho phép tính toán các tác động bất lợi gây ra bởi giao thông. Dựa trên lý thuyết về các đường ảnh hưởng (liên quan) giúp tính toán dễ dàng và nhanh chóng.
Đầu tiên, các đường ảnh hưởng được tính bằng cách di chuyển một đơn vị lực theo hướng xác định (ngang và dọc) theo các làn tương ứng. Trong bước thứ hai, việc đánh giá đường ảnh hưởng được thực hiện bằng cách đặt nhánh tải sao cho kết quả tương ứng là tối đa hoặc tối thiểu.
Kết quả cuối cùng là một đường bao chứa các hiệu ứng bất lợi nhất. Đường bao liên quan đến làn đường này phải được đặt chồng lên các đường bao khác để thể hiện tổng cực đại và cực tiểu cho các tác vụ thiết kế tiếp theo.
Sự thân thiện với người dùng và khả năng ứng dụng nguyên lý tác động trong Allplan Bridge là một sự đột phá. Xác định sơ đồ cộng tác dụng kết hợp linh hoạt tối đa và tổng quan tối ưu.
Có thể chọn thành phần ứng suất trong các điểm căng do người dùng xác định và thực hiện cộng tác ứng suất hàng đầu. Hơn nữa, sự chồng chất cho phép lưu trữ nội lực tương ứng giữa các yếu tố khác nhau.
Một phân tích tĩnh tổng thể dựa trên lý thuyết dầm Bernoulli hỗ trợ cho việc phân tích tạo tự động và thủ công được xác định trước đó trong trình tự xây dựng. Phân tích được nâng cao để xem xét chính xác các biến thể cắt ngang. Hơn nữa, việc tính toán phi tuyến của các hiệu ứng phụ thuộc thời gian được thực hiện, có thể xem xét các công thức mã thiết kế.
Performing Structural Analysis
Mô hình phân tích tự động xuất phát từ mô hình hình học (kiến trúc) và kết quả từ phân tích kết cấu là cơ sở cho thiết kế và kiểm tra dựa trên mã. Khi các đường bao có liên quan đã được tạo, người dùng có thể sử dụng các tác vụ thiết kế phụ thuộc mã để xác định hàm lượng cốt thép cần thiết. Kiểm tra ULS có thể được thực hiện khi hàm lượng cốt thép đã được tính toán.
Thiết kế của cốt thép dọc sử dụng vị trí cốt thép để tính diện tích liên quan đến tác động của nội lực và các quy tắc chi tiết nhất định (diện tích tối đa và không gian trống tối thiểu giữa các thanh). Quy trình không chỉ cho phép tối ưu hóa khu vực gia cố cho một số đường bao, mà còn có thể chú ý khu vực gia cố tối thiểu do người dùng cung cấp và bổ sung cốt thép khi cần thiết.
Có thể kiểm tra dự ứng lực và gia cố bất cứ lúc nào, trong quá trình xây dựng ảo hoặc ở giai đoạn cuối cùng, không có giới hạn xem xét ảnh hưởng của leo, co ngót và giãn. Kiểm tra độ uốn dựa trên sơ đồ tác động 3D (bề mặt) giao với kết quả vectơ mômen uốn dựa trên lực thông thường của thiết kế. Quy trình kiểm tra sử dụng các mối tương quan dự ứng lực thẳng phi tuyến tính; để người dùng có thể đạt được kết quả kinh tế nhất.
Các đối tượng từ thư viện Allplan Engineering có thể được tham chiếu trong Allplan Bridge để thêm các chi tiết khác, ví dụ như cột đèn hoặc thiết bị neo của cáp vào mô hình cầu. Để làm điều này, các điểm tham chiếu được xác định trong Allplan Bridge, sử dụng các biến dọc theo cầu. Các điểm này được liên kết với đối tượng trong thư viện Allplan bằng tên tương ứng. Khi mô hình tham số được chuyển qua Allplan Engineering, các đối tượng tương ứng được cập nhật tại các điểm tham chiếu này. Vị trí của các đối tượng này được điều chỉnh tự động bất cứ khi nào mô hình được cập nhật.
Allplan Bridge giúp bạn quản lý những thay đổi không thể tránh khỏi trong quá trình thiết kế. Mô hình tham số là cơ sở lý tưởng để điều chỉnh các thay đổi thiết kế. Khi thay đổi hoặc chỉnh sửa mô hình gốc thì tất cả các phần tử liên kết sẽ được cập nhật tự động.
Ví dụ: Nếu thay đổi trục đường, hình dạng cầu hoàn chỉnh sẽ được điều chỉnh. Nếu thay đổi một thành phần cấu trúc trong mô hình, các phần tử liên kết trực tiếp sẽ tự động tính toán và cập nhật chính xác.
Ưu điểm lớn của Allplan Bridge khi thay đổi mô hình hình học thì mô hình phân tích tự động cập nhật song song . Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà giảm thiểu sai sót.
Tự động cập nhật mô hình hình học và phân tích
Chức năng mô hình 3D mạnh mẽ cho phép thực hiện tất cả các chi tiết cầu mà không ảnh hưởng hiệu suất máy tính: đơn giản, linh hoạt và với độ chính xác cao nhất. Lõi mô hình Parasolid® của Siemens xử lý hình học dạng tự do phức tạp dựa trên B-Splines và NURBS cũng như cho các tác vụ tiêu chuẩn như khớp, cắt và thoát nước dễ dàng.
Với Allplan, ngay cả những cây cầu đầy thách thức với độ cong gấp đôi và mặt cắt khác nhau cũng được gia cố thuận tiện và nhanh chóng. Cốt thép được xác định trong các mặt cắt khác nhau và sự chuyển tiếp giữa các mặt cắt được mô tả bằng các đường dẫn. Các quy tắc khác nhau có thể xác định, chẳng hạn như làm thế nào thực hiện mối gia cố. Từ đó, có thể tạo cốt thép tự động.
Độ cao, mặt cắt dọc theo bất kỳ đường dẫn và mặt cắt ngang nào đều được trích xuất từ mô hình cầu kỹ thuật số. Nhờ công nghệ CineRender từ Maxon để hiển thị trực quan hóa mô hình. Với các công cụ thiết kế và bố trí mạnh mẽ của Allplan dùng để xuất tài liệu xây dựng chất lượng cao.
Mô hình cầu kỹ thuật số chứa vô số thông tin. Báo cáo toàn diện với kích thước, khu vực, khối lượng, trọng lượng và số lượng chỉ với việc nhấp chuột. Điều này cũng áp dụng cho trình tự uốn cốt thép.
Tích hợp dữ liệu sử dụng để căn chỉnh cầu/ đường một cách dễ dàng thông qua nền tảng BIM mở ALLPLAN, Allplan Bimplus. Kỹ sư cầu chỉ cần nhập dữ liệu đường và có thể bắt đầu thiết kế cầu. Để hỗ trợ kỹ sư hơn nữa, mô hình cầu có thể dễ dàng được chuyển sang phần mềm phân tích (như cầu Bentley RM) để tính toán kết cấu. Sau khi thiết kế được hoàn thành, mô hình tham số có thể được chuyển giao trong Allplan Engineering để hoàn thành các bản vẽ ứng suất trước và cốt thép.
Mô hình phân tích được tạo trong Allplan Bridge có thể tải lên đám mây BIM dựa trên nền tảng Allplan Bimplus. Điều này cho phép chuyển mô hình phân tích sang các giải pháp phân tích cấu trúc khác được kết nối với Allplan Bimplus.
Khả năng tương tác
Với sự kết hợp giữa Allplan và nền tảng BIM dựa trên nền tảng đám mây Allplan Bimplus, mọi người tham gia đều có quyền truy cập vào thiết kế mới nhất, mọi lúc, mọi nơi và với mọi thiết bị. Phối hợp quy trình BIM tương tác trên mô hình cầu kỹ thuật số. Từ đó, sự cố được phát hiện ở giai đoạn đầu và được giải quyết chung. Điều nay là một yếu tố quan trọng đảm bảo dự án xây dựng được hoàn thành đúng thời hạn và ngân sách.
Read more: Innovative BIM for Bridges
ALLPLAN là một thành viên của Nemetschek Group.