BIM與智慧橋梁

1、BIM與智慧橋梁BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等為代表的新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)的不斷融合，促使智慧橋梁應(yīng)運(yùn)而生.伴隨高速鐵路的快速發(fā)展，我國(guó)先后建成了武漢天興洲長(zhǎng)江大橋、南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋、濟(jì)南黃河大橋、銅陵長(zhǎng)江大橋等一批具有代表性的鐵路或公鐵兩用大跨度橋梁。它們不僅體積大、荷載重、運(yùn)營(yíng)速度快，而且結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計(jì)美觀，表明我國(guó)建橋水平已躍升于世界先進(jìn)行列。南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋目前，橋梁工程管理模式依舊是“設(shè)計(jì)-施工-管養(yǎng)”，面對(duì)不同管理者，相關(guān)信息在傳遞過(guò)程中可能出現(xiàn)失真甚至丟失的現(xiàn)象。以二維圖紙作為信息載體，不易攜帶、傳遞和保存，且非專業(yè)人士較難理解。關(guān)鍵工序采用傳統(tǒng)施工機(jī)具，效率偏低且人為因素影響

2、大，施工信息溝通協(xié)調(diào)不足、追蹤性差。橋梁管養(yǎng)依靠定期檢定和人工巡檢，未將設(shè)計(jì)、施工及各種監(jiān)(檢)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)分析。建設(shè)智慧橋梁需要從項(xiàng)目全生命周期角度出發(fā)，以BIM技術(shù)為核心，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)為手段，通過(guò)打破信息斷層，有效控制工程信息的采集、加工、存儲(chǔ)和交流，構(gòu)建信息的創(chuàng)造、傳遞、評(píng)估和利用的良性循環(huán)機(jī)制。實(shí)現(xiàn)智慧設(shè)計(jì)、智慧建造和智慧管養(yǎng)，支持決策者對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和控制，進(jìn)而不斷提升橋梁技術(shù)創(chuàng)新、信息化和智能化水平。銅陵長(zhǎng)江大橋智慧設(shè)計(jì)參數(shù)化建模通過(guò)控制多類型參數(shù)，調(diào)整模型中數(shù)據(jù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)模型的幾何和類型參數(shù)變化，從而適應(yīng)復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建模效率。鋼橋面板參數(shù)化

3、模型構(gòu)件庫(kù)和模型庫(kù)基于參數(shù)化建模，搭建橋梁構(gòu)件庫(kù)和模型庫(kù)，累積標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的幾何尺寸、屬性信息，提高設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量。BIM模型與FEM分析軟件的銜接結(jié)合第三方網(wǎng)格劃分軟件或利用Python，c/c+等編程語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)與主導(dǎo)有限元分析軟件的無(wú)縫接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型無(wú)損傳遞，避免重復(fù)工作，提高分析效率。智慧建造數(shù)字化施工借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，及時(shí)采集建造過(guò)程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)量值、關(guān)鍵工序質(zhì)量的有效把控。利用BIM模型所包含構(gòu)件的幾何尺寸信息，與大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，直接生成下料、加工等信息，省略二次翻圖轉(zhuǎn)換工序，提高自動(dòng)化水平?！胺▏?guó)第一高橋”米洛

4、高架橋虛擬施工構(gòu)建施工設(shè)備、施工工藝等相關(guān)族庫(kù)，在工程正式施工前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工4D虛擬建造，通過(guò)可視化的預(yù)演練和施工過(guò)程模擬，檢查設(shè)備空間位置和工藝實(shí)施的可行性，進(jìn)而優(yōu)化施工組織方案，減少返工，切實(shí)提高工效。連接歐亞大陸的土耳其博斯普魯斯跨海大橋施工信息管理集成建設(shè)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等各參與方的具體要求，依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、安全、成本等施工信息的采集、存儲(chǔ)、分析和反饋，對(duì)物料、設(shè)備等資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，獲取有效施工信息。施工信息管理不僅可以實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的追蹤，更為竣工驗(yàn)收資料的交付提供基礎(chǔ)。同時(shí)融入施工計(jì)算分析模塊，可為施工人員提供技術(shù)支持，極大方便了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。英國(guó)蓋特謝德“眨眼橋

5、”可升降讓游船通過(guò)智慧管養(yǎng)人工巡檢針對(duì)工務(wù)部門的現(xiàn)場(chǎng)檢查，直接利用移動(dòng)終端進(jìn)行數(shù)字化信息采集，實(shí)時(shí)上傳病害描述、照片和視頻等內(nèi)容，免去了“手工記錄一數(shù)據(jù)錄入一導(dǎo)人系統(tǒng)”的繁瑣步驟，不僅提高了巡檢效率，實(shí)現(xiàn)病害的立體展示，而且有利于病害的可持續(xù)追蹤，方便追溯管理。病害庫(kù)及專家遠(yuǎn)程會(huì)商該模塊實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)期間病害的分類管理，關(guān)聯(lián)有效處理措施及維修養(yǎng)護(hù)過(guò)程，形成規(guī)范的管養(yǎng)步驟和流程。針對(duì)新病害，采取專家遠(yuǎn)程會(huì)商，及時(shí)獲取有效處理措施，并補(bǔ)充和完善病害庫(kù)，形成有機(jī)良性循環(huán)。病害處理流程基于“狀態(tài)修”的管養(yǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，搭建基于車-線-橋的數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)，集成智能巡檢、病害庫(kù)和知識(shí)庫(kù)管理等

6、模塊。綜合設(shè)計(jì)、施工、聯(lián)調(diào)聯(lián)試等信息，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和深度挖掘。結(jié)合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，梳理并構(gòu)建橋梁結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)的基本指標(biāo)體系，最終實(shí)現(xiàn)基于“狀態(tài)修”的智慧管養(yǎng)體系，為今后類似工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)依據(jù)。狀態(tài)修”管養(yǎng)模式流程關(guān)鍵技術(shù)智慧橋梁相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系在鐵路BIM聯(lián)盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系下，基于鐵路橋梁特點(diǎn)，需要建立統(tǒng)一的BIM模型、數(shù)據(jù)傳遞交換、存儲(chǔ)、交付、實(shí)施、管理等相關(guān)指南，形成智慧橋梁BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系?；贐IM技術(shù)的項(xiàng)目協(xié)同綜合管理平臺(tái)搭建面向多參與方、多階段的BIM管理平臺(tái)，為各階段的BIM應(yīng)用及各參與方的數(shù)據(jù)交換提供一體化信息平臺(tái)支持，打造各方信息無(wú)損傳遞和

7、數(shù)據(jù)共享的生態(tài)鏈。構(gòu)件庫(kù)、模型庫(kù)的建設(shè)基于參數(shù)化建模，搭建橋梁構(gòu)件庫(kù)和模型庫(kù)，累積標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的幾何尺寸、屬性信息，提高設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量。模擬與分析研究基于BIM模型的數(shù)值模擬和空間分析，實(shí)現(xiàn)與力學(xué)分析軟件的接口設(shè)計(jì)，完成建模、計(jì)算、分析評(píng)估和優(yōu)化的成套流程。數(shù)字化施工與施工管理系統(tǒng)基于BIM技術(shù)，搭建多維施工管理系統(tǒng)，完善和集成多個(gè)數(shù)字化施工模塊，實(shí)現(xiàn)不同階段信息的關(guān)聯(lián)查詢，追溯管理。實(shí)現(xiàn)施工信息資源的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的深層次應(yīng)用，達(dá)到提升橋梁工程結(jié)構(gòu)建造質(zhì)量和管理水平的目的。多源數(shù)據(jù)綜合分析技術(shù)集設(shè)計(jì)、建造、聯(lián)調(diào)聯(lián)試、試驗(yàn)、智能巡檢及車-線-橋環(huán)境耦合系統(tǒng)等多源數(shù)據(jù)于一體，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測(cè)分析、關(guān)聯(lián)分析等專用算法庫(kù)和模型庫(kù)，將不同階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和高效利用，為大橋進(jìn)行狀態(tài)診斷、預(yù)測(cè)分析和健康管理提供基礎(chǔ)?；谌芷诘腂IM運(yùn)維管理系統(tǒng)研究融合先進(jìn)信息技術(shù)，建立包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)維修等內(nèi)容的全生命周期BIM管養(yǎng)系統(tǒng)，將動(dòng)態(tài)軌檢車、靜態(tài)軌道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工務(wù)監(jiān)(檢)測(cè)等信息納入多維度的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。采取多源數(shù)據(jù)分析手段，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)性能評(píng)判、預(yù)測(cè)和健康管理的綜合技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)大橋維護(hù)管理的信息化、自動(dòng)化和智能化，最終實(shí)現(xiàn)基于“狀態(tài)