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桥梁工程bim应用现状

我们都明白任何一项新技术的出现,离不开市场需求。现在工程的建设已经完全不同于20年前做工程,随着城市化进程的加剧,土地越来越少,建设环境的约束条件和向空间、地下地上的发展,工程建设变得越来越复杂。并且,工程与城市景观的融合,同样非常重要。

利用BIM技术可以非常直观而清晰地表达包括地形、地貌在内的征地、拆迁等工程环境。BIM技术在市政工程行业得到日益深入的应用与推广,今天来探讨一下可以应用在哪些方面呢?

1.地形图处理  

①中心线穿插环节,预先对市政道路中心线的结构与功能进行系统化总结与深度化探究,在明确的基础上,把市政道路中心线穿插进3D地形图内;

②中心线转化环节,具体是指在3D地形图内使市政道路中心线达到转换目标,借此环节将市政道路中心线转换为多节线路;  

③线路构建环节,基于多节段线路在路线菜单下穿行的实况,落实构建整体线路这项工作任务,具体操作是对菜单进行单击,以实现对市政道路中心线规划的目标。

2.道路中心绘制

参照市政道路设计规定标准中的各项基本要求对道路中心设计方案中的曲线长度与直径、平缓曲线长度等各个曲线的关键要素实施有效的改进与优化措施。   

3. 道路横向断面  

道路工程做为纵向延伸工程,道路的横断面设计始终都是工程设计的重点,车道布置、人行道布置、宽度设计、路面路基结构层设计、桥梁断面布置等都需要根据道路等级和使用需要进行设计。通过对断面材料的设置,可以统计工程量;对节点参数的设置,可以实现道路、桥梁的变宽。

4. 道路纵向断面  

首先依照市政道路地理条件等实况,落实对现存路面的线路文书的编制工作,继而借助设计软件构建出完整化的原地面线,接下来市政道路工程设计人员借用已经构建的原地面线完成拉坡线绘制工作。        

做实际工程BIM应用,必须要有完善的标准和依据,目前可用于桥梁工程的BIM标准有:上海市的《道路桥梁信息模型应用标准》,河南省的《市政工程信息模型应用标准》《铁路联盟的存储标准》和中勘协BIM系列丛书的道路桥梁分册

案例分享

郑州市四环路是中国乃至世界最大的一条市政工程,全长93公里,高架65公里,地面加高架150公里。采用节段预制桥梁设计和施工工艺,设计期限一年,施工期限一年,工期非常紧。本工程的BIM应用主要集中在可视化工程环境、参数化精确建模、三维配筋、节段预制梁精细化设计、景观方案仿真设计5个方面。

无人机航拍与三维实景模型创建可视化工程环境。无人机航拍分两个阶段,第一个阶段是现场踏勘阶段,利用无人机对全线进行了航拍,大大缩短了设计人员踏勘的时间;第二阶段,创建实景模型,给工程设计提供一个真实的现场环境。

1、无人机巡查系统

采用参数化精确建模技术。主要包括:参数化路线设计、参数化桥梁上部结构设计和参数化桥梁下部结构设计。

利用参数化路线设计工具完成平曲线、竖曲线设计任务;路线成果支持参数驱动,通过改变关键变量数值驱动模型改变;当路线变化时其他专业设计成果均随路线成果实时更新。

通过创建箱梁横断面模板,约束关键点变化关系实现参数化桥梁上部结构设计,实现参数化模板断面,并利用条件约束工具,指定变化位置与变化规则,实现参数化变截面箱梁设计;后期可根据需要,直接更改关键变量数值实现设计成果更新。

通过创建参数化单元的方法实现变截面复杂变化墩柱的设计,根据设计需求,从截面、实体构建、几何体空间关系等维度进行参数化控制。


利用桥梁结构设计模型进行结构分析与钢筋配置;直观显示复杂的结构和钢筋在三维空间布置情况,降低读图难度,有效指导现场工人加工生产;准确详尽的钢筋数据信息,通过与钢筋加工机械的配合,有效地提高了钢筋下料生产效率。

四环路工程中,采用的是节段预制桥梁的工艺,西四环节点预制梁就有2.13万块。从预制梁的加工、生产、运输、安装到构建跟踪,对工程质量来说都非常重要。以BIM技术为切入点,建立参数化标准预制梁,与梁厂生产工艺相结合,打通设计施工环节间的信息壁垒,精确指导构件生产。


2、节段预制梁精细化设计

另一个BIM在桥梁工程中的案例,是BIM技术在波形钢腹板组合桥梁中的应用。依托公司设计的3座各具特点的波形钢腹板组合梁特大桥,率先在国内开展了波形钢腹板组合桥梁的BIM技术应用与研究工作,主要包括参数化设计、可视化施工交底、施工工艺模拟、施工进度模拟、施工过程信息管理。

通过软件的二次开发,对项目开展施工过程的信息管理。将施工过程中的现场照片、图纸、文件等资料,与模型的相应部件及节点进行关联链接,可在BIM模型中随时查阅各类施工信息,有助于提高施工企业对项目的管理效率,收到施工方好评。

BIM的发展和思考


任何一个进步的产生都有它的需求,BIM是怎么产生的呢?BIM产生无外乎两条主线,一是解决二维的局限性而衍生出来的三维技术,另一个是为了解决信息化而提出的建筑信息体系。BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。

推广BIM技术可以带来哪些机遇和挑战?


机遇即现在软件的成熟度和法律法规的建设,软件体系可以转到刚才提到的数据交换问题、人才培养和全生命周期的管理。机遇也是问题,有问题就存在商机,所以这是一个机遇。伴随机遇而来的即是挑战,BIM贯穿设计施工到建设管理再到运维整个生命周期,怎么利用BIM实现信息在各个阶段的传递,就是我们面临的一个挑战。

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