建筑信息模型(BIM)概论-课件62.pptx
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- 建筑 信息 模型 BIM 概论 课件 62
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1、第6章 BIM应用案例 6.2 交通市政工程2 综合管廊工程特点及BIM应用 桥梁工程特点及BIM应用 隧道工程特点及BIM应用 道路工程特点及BIM应用 轨道交通工程特点及BIM应用 民航机场工程特点及BIM应用6.2 交通市政工程36.2.1 6.2.1 综合管廊工程综合管廊工程6.2.2 6.2.2 桥梁工程桥梁工程6.2.3 6.2.3 隧道工程隧道工程6.2.4 6.2.4 道路工程道路工程6.2.5 6.2.5 轨道交通工程轨道交通工程6.2.6 6.2.6 民航机场工程民航机场工程6.2.1 综合管廊工程 6.24 项目概况5湖北省十堰市新建地下管廊长度约55.4 公里,服务范围
2、72 平方公里,服务人口约72万。综合管廊入廊管线种类含给水、雨水、污水、中水、电力、通信、广播电视、燃气、热力、直饮水、真空垃圾等十一类,并配有完备的消防、供电、照明、通风、排水、标识、监控与报警等附属设施,配建智能化控制中心。项目重难点61、本项目综合管廊容纳管线种类多,管廊内空间狭小,应用BIM模型对管线排布进行优化,为施工和维护提供足够的空间。2、本项目综合管廊均设在地下,且线路长、分布面积广,管线和设备维护工作量大,将GIS地理地形与BIM模型相关联,建立可视化的信息管理平台,可使综合管廊运营维护工作量大大降低。BIM技术应用内容7pBIM应用流程本工程通过建立GIS地理地形、土建管
3、廊、管廊管道及机电设备的BIM模型,实现各专业的三维可视化,同时在施工过程中设置合理的监控点位,应用信息化手段建立可视化BIM运维管理平台。BIM运维管理平台架构 BIM技术应用内容8p建立BIM深化设计模型通过建立各专业BIM模型,对管廊内部结构和设备管线布置进行校核,确保模型信息无错漏。GIS地理地形模型管廊BIM模型 BIM技术应用内容9管廊支架应力分析 BIM技术应用内容10p可视化运维管理本工程建立了综合管廊智慧平台,按照“一张图、一环网、一平台、一朵云”的信息化建设原则,借助GIS和BIM相结合的优势,实现了对综合管理定位的精确性、日常巡检的可视化、监测数据报警的自动化和故障统计的
4、可视化的综合管廊管理系统。运维管理平台构成 BIM技术应用内容11GIS地理位置与管廊内部模型对照管理 BIM技术应用内容12在线巡检与视频监控联动功能 BIM技术应用内容13故障大数据统计 BIM技术应用内容14运维管理指挥平台 结论与展望15本项目应用GIS的整体功能作用,对于全市的综合管廊内大量的空间信息(如投料口、通风口、出线口以及特殊节点等地理位置、管廊走向、机电设备、控制设备等各专业相关设备的数量、类别、地理位置分布等)均可掌握其属性,有效管理带有地理信息复杂数据,为综合管廊运营维护的辅助决策提供具有空间信息功能的依据。随着综合管廊在全国各地大规模兴建,其运营维护必将向智慧化管理模
5、式发展,基于GIS和BIM模型的信息数据的建立,是智慧运营维护管理顺利实施的关键。6.2.2桥梁工程 6.216 项目概况17嘉鱼长江大桥位于湖北省洪湖市和嘉鱼县之间,桥梁全长4960m,按双向六车道高速公路标准建设,桥面宽度为33.5m,主跨920m,主梁采用闭口箱型截面,桥塔采用倒Y钻石型桥塔,是目前世界最大跨径非对称混合梁斜拉桥,如图所示。项目BIM技术难点181、特大桥BIM设计模型量工作量巨大,达到施工精度的构件数量达到上万个。2、桥梁工程专业性强,BIM翻模方式不仅会让专业设计师重复劳动还难以实时有效的解决工程问题3、带状工程与块状工程设计思路相去甚远,难以借鉴建筑领域成熟的BIM
6、经验。BIM技术应用内容19pBIM设计流程与标准制定在项目实施前,首先制定了相关BIM设计流程及各阶段模型控制标准,如图所示,如项目实施指引、项目族库命名标准、成果交付标准、模型拆分标准、模型深度标准、模型材质标准等,确保了项目实施的规范性。BIMBIM正向设计流程正向设计流程 BIM技术应用情况20p方案设计航迹线分析:在正向设计方案选取时,通航部门对在航线方面的严苛要求,项目方案确定难度大,我们将通航控制因素、航道深泓线、输入至Infraworks 360中进行分析对比,综合分析洪水期、中水期、枯水期的航迹线变化情况如图所示,确定主跨应完全覆盖航迹线宽范围,应该在650以上。航迹线分析航
7、迹线分析 BIM技术应用情况21p方案设计方案模拟分析:方案确定后,将桥面方案模型输出至Midas软件中,进行应力分析初步验证,研究方案在结构上的可行性,如图所示。结构模型应力分析 BIM技术应用情况22p施工图设计梁段类型的区分:线路里程分段,匹配线路措施表,将线路嫌隙输出Excel中,进行线路措施表的编制,不同梁段类型按照线路里程进行区分,如图所示,为以后基于模块的施工图设计打好基础。梁段按线路里程区分图梁段按线路里程区分图 BIM技术应用情况23p施工图设计基于BIM通用工程模块的施工图设计:将桥塔、梁段、桥墩等BIM通用工程模块,按照线路措施表装配为项目整体BIM模型,如图所示。BIM
8、通用工程模块由各级子装配及零件组成,包含所有的施工图、工程统计表。当通用工程模块装配至项目模型中,施工图工程统计表完全自动生成。混凝土节段梁装配混凝土节段梁装配 BIM技术应用情况24p施工图设计桥梁节点应力分析:将箱梁、斜拉索等节点模型导入至Nastran In-CAD插件进行有限元分析,输出计算书,完成结构设计,如图所示。桥梁节点有限元分析图桥梁节点有限元分析图 BIM技术应用情况25p施工图设计干涉检查与设计优化:钢筋网与预应力钢束的碰撞,一直是桥梁工程最大的难题之一,往往造成大量的拆改返工,本项目通过项目施工深度的BIM模型搭建,准确发现碰撞位置并优化设计,如图所示。共解决索塔内部预应
9、力钢筋与劲性骨架及节段梁体外预应力与横隔板钢筋等重难点碰撞干涉问题上千处。模型优化前后对比模型优化前后对比 BIM技术应用情况26p桥梁主体结构施工图正向设计原理1.参数化设计2.模块化设计3.结构树管理模型结构树管理模型结构树管理 结论与展望27基于此正向设计流程,构件库的积累,库的管理也是集成一体的标准流程。从材料库到零件库、到部件库、到标准模块库进行对层级管理,标准模块可以灵活、迅速精确的进行规格型号变化,可应对各种不同需求的工程项目。桥梁工程行业BIM设计仍处于起步阶段,BIM技术在嘉鱼桥项目上的成功应用,充分印证了BIM正向设计工作流的可实施性,也为桥梁工程BIM设计开拓了一条全新的
10、思路,具有极大的行业启发性和行业推广价值。6.2.3 隧道工程 6.228 隧道工程特点29隧道工程施工是一项较为复杂的系统工程,涉及范围极其广泛,工程涉及专业数量多,管控、协同难度大。工程建设内容多,项目协同管理难:依靠传统的管理协同及管理模式,显然难以保障项目及时、有效沟通。项目体量大,专业多。不仅工作量巨大,图纸错误非常多且事前无法发现,造成返工,成本和工期均不可控。进度管控难度高:并且通过传统的进度管理方式存在现场进度信息流失大,信息的不对称性,信息的丢失,信息获取的繁琐性等问题。并且隧道项目涉及施工专业多,施工队伍多,施工机械多,影响施工质量与风险因素多,导致工程质量控制难。下面以天
11、目山隧道项目案例介绍BIM技术在隧道工程中的应用。隧道工程特点30天目山隧道全长12013m,是杭黄铁路最长的隧道,也是华东地区已贯通的最长的隧道,该地区地形陡峻、沟谷深切、地址构造复杂、隧址区地层岩性多样,所处大地构造属于扬子准地台,该区构造作用强烈,形成一系列线形、紧密、同斜倒转褶皱及逆冲和斜冲断层,并伴随有强烈的岩浆活动。隧道进口与圭川溪隧道连接,进口洞门采用倒切式洞门,如图所示。隧道洞身共设置辅助坑道4座、3座斜井和1座横洞,斜井与横洞均采用无轨运输双车道断面,隧道出口通过一段短路基与渣坑隧道连接,出口洞门采用帽檐斜切式洞门。BIM技术应用内容31本项目主要在设计阶段通过BIM设计软件
12、和数据平台实现BIM设计出图与算量应用,在施工阶段,通过建立基于网络的BIM工程管理平台实现工程BIM信息化实施与管理,如图所示。BIM技术应用内容32pBIM软件技术路线通过使用铁四院自主研发的三维GIS平台创建地形三维模型,将三维模型导入到土木工程地质系统进行三维地质建模,再将三维地质模型导入到Civil 3D软件中进行路线设计和相关的隧道开挖,将Civil 3D模型导入到Inventor中完成隧道结构建模、轨道建模、接触网建模,最终将模型导入到天目山工程管理平台,做数据整合及进度、质量、安全管理,如图所示。软件技术路线软件技术路线 BIM技术应用内容33p设计阶段BIM应用隧道结构设计分
13、为标准段设计与特殊段设计。设计流程为建立材质库、构建标准库、部件库,然后建立设计源文件,通过衍生和装配形成最后设计成果,如图所示。隧道建模流程隧道建模流程 BIM技术应用内容34p设计阶段BIM应用标准段设计:本工程中共有几百张图纸,大部分构件都是重复的,数量巨大,且关于隧道结构的拼装位置都是有一定规律的。故为了减少建模量,本项目通过全表单的二次开发,采用了基础参数化驱动的隧道建模,通过参数的修改,便可以对隧道工程的信息模型进行修改,完成了所有构件包括钢筋、钢结构的全参数化定制,如图所示。参数化设计参数化设计 BIM技术应用内容35p设计阶段BIM应用特殊段设计:主要为洞口设计,F4断层处理等
14、部位。洞口设计依据洞口的地质情况,可根据需要剖切不同部位的BIM模型如图6-47所示,并且依据空口开挖后的模型为以后的洞口施工工序模拟作为基础,如图所示。参数化设计参数化设计 洞口模型洞口模型 暗洞开挖结构模暗洞开挖结构模型型F4断层剖断面图断层剖断面图 BIM技术应用内容36p设计阶段BIM应用出图与工程量:本项目在设计阶段通过设计软件和数据管理平台实现BIM设计及出图与算量应用,通过出图样式的及工程量表单的二次开发,可以出具达到施工图标准的图纸,而且实现了完全参数化,高效完成了数百张超前支护设计图,衬砌结构图、钢筋图、钢架图的绘制及工程量计算,如图所示。洞口支护设计图与工程量统计洞口支护设
15、计图与工程量统计 BIM技术应用内容37p施工阶段BIM应用 施工工艺模拟:利用BIM模型对特殊段落洞口施工顺序进行模拟,本工程分别对洞顶截水天沟施工,施工导向墙、施做管棚、洞口开挖及临时喷锚防护、暗洞开挖和施工暗洞结构、施工洞口结构和洞口回填进行模拟,进行三维数字化施工交底,如图所示。断层涌水处理施工模拟断层涌水处理施工模拟 BIM技术应用内容38p施工阶段BIM应用协同管理系统:为实现BIM在多个参与方实时共享,本项目通过数字化平台的方式移交BIM成果,其天目山管理平台具有三大特点:一是兼容性,基本上兼容市面上主流的BIM设计软件;二是轻量化,平台可大幅度轻量化BIM模型,同时确保几何模型
16、不损失、文件树结构和属性信息完整保留;三是功能齐全,基本满足施工管理的各种需求,如图所示。通过BIM工程平台管理软件将施工组织设计、工程参数、工艺、经济指标、管理流程等附加给模型,形成用于管理施工的BIM模型。业主、监理、咨询、施工单位管理人员及现场操作人员都能够轻松获取工程结构、尺寸数据、技术资料,开展管理与实施工作。BIMBIM工程管理平台工程管理平台施工管理需求构成图施工管理需求构成图 总结与展望39p总结 天目山隧道BIM研究建立了隧道BIM实施标准,同时验证和扩展了铁路BIM联盟IFD、IFC标准如图所示,建立了隧道BIM协同标准,采用了Autodesk Vault协同平台,将设计工
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