BIM技术在中兴大桥项目中的应用

实在市政工程领域,越来越多的项目都已经实现了三维的正向设计.在充分借鉴制造业经验,以及多年来的项目实践后,已经建立了成熟的道路、桥梁等市政项目的三维正向设计流程及体系,并在很多项目上进行了应用,取得了显著效益和成果。

 项目特点

BIM技术在中兴大桥项目中的应用

· 中兴大桥及接线工程全长约2.62km,项目总投资26.4亿元,其中建安费9.8亿元

· 主跨400m,一跨过江,采用V型主塔的矮塔斜拉桥,慢行系统布置在主梁挑臂以下

· 主桥采用6车道,连接线采用8车道,地面辅道采用4~6车道

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本项目在勘察设计合同中明确要求提供BIM模型服务,并对服务内容作了具体要求,另外由于以下的一些因素,中兴大桥项目从前期阶段就开始使用BIM技术:
· 建设条件苛刻
甬江航道要求一跨过江,庄桥机场航空限高——最大跨径的矮塔斜拉桥。
· 交通功能多样化
同时满足机动车、非机动车及行人过江要求——创新性的行人过江方案。
· 施工环境复杂
沿线拆迁建筑多、地下管线迁改难度大、地铁3号线正在修建。
· 施工工艺先进边跨主梁支架滑移施工、中跨主梁桥面吊机悬拼、主塔采用竖向转体施工。

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 三维正向设计的准备工作
想要实现真正的三维正向设计,适用的技术路线和标准体系,以及完善的团队架构和平台解决方案,都是不可或缺的前提条件。

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BIM团队由工程师亲自带队,下设BIM研发中心与BIM应用工作组,桥梁总工及项目负责人进行设计把关,桥梁、道路、结构、倾斜摄影及VR等不同专业的工程师相互配合。在BIM建模过程中,参照了《中国市政工程设计行业BIM指南》,对构件库及其标准进行了进一步拓展与延伸,形成本项目BIM标准,以应用于更多的项目。

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 方案设计阶段

在方案设计阶段,由于采用正向设计,所以要求能够高效的采集数据和最大化的应用BIM模型成果。

BIM+GIS实现虚实融合

倾斜摄影技术是国际遥感与测绘领域近年来发展起来的一项高新技术,并通过将倾斜摄影技术与BIM设计相结合,来实现高效率的方案设计。该技术拥有以下特性

真实性——三维数据真实反映地物的外观、位置、高度等属性

高效率——快速采集影像数据、实现全自动化三维建模

高精度——测绘精度达cm级

高性价比——可量测影像数据,同时输出DSM、DOM、三维网格模型、点云数据模型等多种数据成果

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利用这些数据来构建真实的三维场景,同时输出三维网格、点云等多种格式。从而结合规划条件, 准确计算场地平整土方量及动拆迁影响范围。还可以通过多次拍摄掌握拆迁进度、辅助土地征用决算。 

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为了实现设计效率更全面的提升,该系统分为地形建模、设计建模、BIM模型应用和设计方案评估等4个模块。借助系统级的整合,较之于应用单一BIM软件建模。

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在方案设计的过程中,运用虚拟现实技术来确定方案。整合倾斜摄影的真实三维场景及BIM模型之后,可以明显的看出矮塔斜拉桥与周边环境融合良好,V型主塔象征“积极向上、正能量”,和横梁一起,共建“面向世界、展望未来”的“未来之窗”,因此确定了矮塔斜拉桥的方案。

同时,借助虚拟现实可视化协同平台,通过设计师的虚拟代入体验,可以进一步优化交通标志、人行道及灯带等细节设计。

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中兴大桥原规划为双向8车道,通过在交通仿真平台中导入路网布设及道路规模等信息进行交通仿真模拟后发现,双向6车道方案能满足交通需求。最后推荐主桥采用双向6车道方案,比原规划8车道方案节约造价约1.2亿元。

 施工图设计阶段

精细化建模

根据中国市政行业BIM标准,在现有IFC基础架构上拓展市政桥梁工程构件的常用属性,深度可达到LOD3等级。

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桥梁钢结构建模,通过预设的企业标准实现命名规则化、模板参数化以及板件属性完整性。

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能够高效的完成高质量的建模,同时面对复杂的变更可以快速的调整,这也是三维正向设计是否能够取得实际意义上成功的关键。

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三维钢筋放样,完成了本项目混凝土结构的钢筋建模、钢筋碰撞检测和钢筋工程量报表输出。

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 模型应用

有限元计算

可以将BIM模型导入到有限元分析软件,不仅省去大量建模工作,而且BIM模型精度更高,计算结果更准确。

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工程量计算

基于精细化模型,实现了自动化计算并输出道路、钢结构、混凝土及钢筋、管线等的工程量,完全满足工程投资概算的要求。

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碰撞检测

根据管线碰撞检测结果,在桥梁施工前实现了对现状管线的针对性排查,提高了管线迁改的效率;根据钢筋碰撞检测结果,在施工前及时调整了钢筋布置间距与保护层厚度,省去了施工中的临时变更。

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二维出图

二维出图是土木工程行业的普遍需求,支持同步生成数据表格、二维图纸、三维模型和BIM信息,结合其他工具,现已实现了道路工程、引桥工程及管线的100%自动化快速出图。

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三维出图

主桥钢结构出图模块,定制钢结构出图模板,采用三维+二维的出图方式,图纸表现更丰富、更清晰,弥补了二维图纸的不足。

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虚拟建造

本项目采用了边跨主梁支架滑移施工、中跨主梁桥面吊机悬拼、以及主塔采用竖向转体施工等先进的施工工艺,工艺等不同级别精度的模拟,从而确保了先进工艺的实现,并且提高了工程质量。

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BIM管理平台

针对中兴大桥施工施工工艺复杂、安装精度高的特点,动态化施工监控BIM平台。

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 项目亮点实现了全过程、多专业的BIM正向设计,并组建了满足IFC标准的BIM构件库首次在国内大型市政桥梁工程中实现了倾斜摄影与BIM技术的融合研发了国内第一个可无缝对接BIM设计模型的特大型桥梁施工监控平台

来源:网络

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作者:BIM教程网
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来源:BIM教程网
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