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BIM - Exportação de tabuleiros de pontes para IFC

July 5, 2022
Um requisito BIM

Para dar resposta a uma necessidade específica da empresa Ofep S.A, no contexto da entrega urgente de vários projetos de pontes, era necessário desenvolver uma forma de gerar modelos IFC 3D das pontes em questão, assim como, calcular com detalhe a volumetria de cada tipo de material.

O software utilizado para o cálculo estrutural foi o CSiBridge, e o desafio consistiu em gerar a informação 3D do projeto em formato IFC, de preferência usando dados de cada projeto no CSiBridge.

 

O desafio técnico

Para dar resposta a este problema era necessário ultrapassar vários desafios:

  1. Encontrar uma forma rápida de transferir dados relevantes do CSiBridge.
  2. Recriar computacionalmente as curvas de definição do traçado da estrada que serve de base para a implantação da ponte.
  3. Gerar objetos 3D parametrizados em função do traçado, vãos, trainéis e da informação das secções de cada tipo de material para o tabuleiro da ponte.
  4. Gerar um ficheiro IFC com esta informação.

Naturalmente, estes desafios não são fáceis de resolver num curto espaço de tempo, mas dada a nossa capacidade e experiência técnica, o período de duas semanas pareceu-nos razoável para o desenvolvimento. Acabámos por demorar aproximadamente três semanas com o projeto, mas foi completado com sucesso.

 

A solução de input desenvolvida

A solução passou por criar um sistema de entrada de dados (input) muito simples e, acima de tudo, independente de qualquer outro programa. A ideia era que alguém pudesse recriar este modelo facilmente de forma isolada, sem necessitar do CSiBridge, mas que também fosse relativamente fácil gerar esses mesmos dados usando o CSiBridge.

Definiu-se então que os dados deveriam ser criados no Excel em duas folhas. Note-se que estas tabelas nas folhas não necessitam de estar em nenhuma localização especifica. Podem estar em qualquer lado, bastando que os títulos das tabelas sejam os esperados.

 

Folha 1 – O Layout da ponte e vãos 

 

Nesta folha existem várias tabelas e variáveis que podem ser copiadas e coladas diretamente do CSiBridge, ou definidas manualmente:

 

Initial Station coordenadas do ponto onde começa o traçado da ponte.

 

Initial Grade %  Inclinação inicial do traçado altimétrico.

 

Superelevation (opcional, não necessita de estar definida) Tabela com pontos de definição de sobrelevação da secção do tabuleiro.

 

Horizontal Layout Data tabela com definições dos pontos notáveis da definição do traçado planimétrico, assim como a tipologia de curva entre pontos. Adotou-se um conjunto de designações tipificadas no CSiBridge.

 

Vertical Layout Data tabela com definições dos pontos notáveis da definição do traçado altimétrico, assim como a tipologia de curva entre pontos. Adotou-se um conjunto de designações tipificadas no CSiBridge.

 

Bridge Object Span tabela com definições das secções em cada vão.

 

Bridge Object Span Lengths tabela com definições dos km e desenvolvimentos de cada vão.

 

Bridge Object Skews (opcional, não necessita de estar definida)  tabela com definições dos ângulos das secções nos apoios quando não são perpendiculares ao traçado.

 

 

Folha 2 – As Deck Sections 

 

Nesta folha basta definir uma tabela por cada secção típica do tabuleiro. As secções são definidas aqui com a filosofia do CSiBridge, onde se define uma coordenada de referência no plano XY da secção que é o ponto de inserção na linha do traçado, e depois basta criar uma lista de pontos sequenciais que representam polígonos, adicionando uma informação sempre que um novo ponto corresponde a um novo polígono e a um novo material.

 

Deck Section  tabela com definição geométrica da secção.

 

O funcionamento da aplicação desenvolvida

A aplicação desktop foi desenvolvida para ser executada numa plataforma Windows, e usa várias tecnologias proprietárias na CSI Portugal / España para visualização e interação com o Excel. Todas estas tecnologias foram criadas de raiz pela CSI Portugal / España, com bastante ênfase nos motores de CAD e visualização 3D.

 

A aplicação apenas funciona em três passos:

 

Passo 1  O utilizador faz “Copy” à folha de input 1 e pressiona o botão “Paste Data from Excel”.

Neste passo, é criada uma visualização planimétrica do traçado da ponte, que pode ser usada como um mini explorador de CAD.

 

Passo 2  O utilizador faz “Copy” à folha de input 2 e pressiona de novo o botão “Paste Data from Excel”.

Neste passo, é criada uma visualização volumétrica em 3D do tabuleiro da ponte para se poder visualizar e manipular a perspetiva.

 

De referir que se podem gerar secções de qualquer tipo e visualizar as mesmas na interface da aplicação:

 

Passo 3  O utilizador pressiona o botão “Export IFC” e são gerados três ficheiros:

  1. O ficheiro IFC do tabuleiro, que pode ser sobreposto com outras informações IFC geradas pelo CSiBridge de outras partes do modelo de pontes. Em baixo, a visualização desta sobreposição no software BIMVision.

 

2. Um modelo 3D DXF do tabuleiro para verificação mais simples de coordenadas. Aqui visualizado na aplicação LusoCAD.

 

3. Um ficheiro de texto com o relatório da volumetria de materiais. Em baixo, um exemplo:

C30/37 Volume = 660.082252222568 L^3
S355 Volume = 26.1855739142092 L^3
S450 Volume = 4.61199010549702 L^3

 

Conclusões e observações do cliente

Parece-nos importante partilhar com a comunidade de engenharia que quem se dedica a software científico para estruturas pode gerar soluções que aparentemente parecem à partida muito difíceis do ponto de vista técnico e do ponto de vista temporal. É importante haver mais diálogo entre os projetistas e as empresas que fornecem software.  Nós gostamos de desafios técnicos e científicos…

 

O testemunho do cliente é inequívoco:

Graças ao desenvolvimento do software feito pela CSI España, foi possível entregar os modelos finais para o projeto, com as especificações necessárias, que de outra forma teria sido totalmente impossível.”

Ing. Ferran Valdes - Ofep S.A.