橋梁工程中BIM技術(shù)的和應(yīng)用

橋梁工程中BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用ResearchandApplicationofBIMTechnologyinBridgeEngineering2017年5月

吳宏波目錄CONTENTS規(guī)劃階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinplanningphase1設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase2施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase3運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephase4衛(wèi)星云圖生成三維地模常用商業(yè)衛(wèi)星圖片數(shù)據(jù)源：谷歌地球、谷歌地圖、天地圖、百度地圖谷歌地球：最高清晰度0.25m像素分辨率，平面精度10m，垂直精度5m，為現(xiàn)在市場上最常用衛(wèi)星圖片數(shù)據(jù)來源衛(wèi)星圖片建模：模型精度影響因素有照片精度、建模軟件算法，其中影響最大的是衛(wèi)星圖片精度。衛(wèi)星圖片建模技術(shù)Satelliteimagemodelingtechnology規(guī)劃階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinplanningphase橋梁國家工程研究中心無人機(jī)建模無人機(jī)拍照操作針對(duì)民用衛(wèi)星地圖精度較低的不足，利用無人機(jī)拍照，應(yīng)用Contextcapture軟件進(jìn)行抽模，建立高精度工程場地模型工程全線工程場地模型由上述高精度工程場地模型和衛(wèi)星地圖模型結(jié)合而成無人機(jī)拍照抽模技術(shù)Dronephotomodelingtechnology規(guī)劃階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinplanningphase方案比選通過將工程模型與場地模型、衛(wèi)星地圖相結(jié)合，方便工程方案的選擇、優(yōu)化與調(diào)整方案比選comparisonofdesignproject

規(guī)劃階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinplanningphase方案優(yōu)化Projectoptimization通過虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)，進(jìn)行方案細(xì)節(jié)的優(yōu)化，滿足方案美學(xué)要求規(guī)劃階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinplanningphase2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用 BIMapplicationindesignphaseBIM協(xié)同設(shè)計(jì)collaborativedesign通過BIM協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將設(shè)計(jì)人員按專業(yè)分工，統(tǒng)一納入系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)信息流轉(zhuǎn)效率協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理整個(gè)設(shè)計(jì)流程，并可與企業(yè)其他信息管理系統(tǒng)集成，形成設(shè)計(jì)企業(yè)信息化的構(gòu)架BIM協(xié)同設(shè)計(jì)流程BIM與企業(yè)信息化架構(gòu)參數(shù)化建模Parametermodeling實(shí)現(xiàn)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化橋梁、沉管隧道的參數(shù)化，主橋主要構(gòu)件的參數(shù)化建立三維上、下部構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化庫，如箱梁、墩身、基礎(chǔ)等。根據(jù)原始基礎(chǔ)資料及線路設(shè)計(jì)資料，自動(dòng)化、批量化完成全線引橋橋梁的設(shè)計(jì)建模BIM參數(shù)化快速建模2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用 BIMapplicationindesignphase碰撞檢查CollisionDetection設(shè)計(jì)過程中鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋的碰撞檢測，橋上橋內(nèi)設(shè)施、隧道內(nèi)機(jī)電管線的碰撞檢測，以及設(shè)計(jì)階段其他構(gòu)件的干涉檢測。梁內(nèi)配筋碰撞檢測2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用 BIMapplicationindesignphase2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用 BIMapplicationindesignphase三維模型出二維圖紙3Dmodelsto2Ddrawings建立通過剖切、投影等方式生成二維圖紙建模分析一體化Integratedmodelingandanalysis橋梁整體計(jì)算：通過參數(shù)化建模的的方式生成三維模模型；同時(shí)模型能能導(dǎo)入分析軟件進(jìn)進(jìn)行分析計(jì)算，實(shí)實(shí)現(xiàn)高效的全橋設(shè)設(shè)計(jì)和分析計(jì)算過過程橋梁局部構(gòu)件計(jì)算算：將BIM三維模型局部導(dǎo)入入有限元計(jì)算軟件件計(jì)算，通過計(jì)算算結(jié)果修訂三維模模型，從而實(shí)現(xiàn)建建模和分析計(jì)算的的高效統(tǒng)一BIM模型整體、局部計(jì)算模型分析軟件計(jì)算BIM模型與計(jì)算結(jié)合流流程2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase建模分析一體化Integratedmodelingandanalysis分析功能車輛荷載模擬預(yù)應(yīng)力、收縮徐變變模擬溫度荷載分析施工階段非線性模模擬成橋階段非線性模模擬自主開發(fā)可進(jìn)行梁梁橋、斜拉橋、懸懸索橋各類橋型非非線性分析的橋梁梁三維非線性數(shù)值值分析軟件OSIS2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase建模分析一體化Integratedmodelingandanalysis建立參數(shù)化的橋梁梁模型，提取設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)，自動(dòng)生成成計(jì)算分析軟件Osis命令流Revit建立橋梁構(gòu)件族Dynamo提取族參數(shù)參數(shù)化建模軟件Dynamo組裝橋梁整體模型型2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase建模分析一體化Integratedmodelingandanalysis將自動(dòng)生成的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、截面等命令流流組合，添加邊界界條件，導(dǎo)入Osis進(jìn)行分析計(jì)算導(dǎo)入Osis進(jìn)行計(jì)算Osis計(jì)算結(jié)果Python腳本重組Osis命令流2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase建模分析一體化Integratedmodelingandanalysis模型參數(shù)化修改，，自動(dòng)生成構(gòu)件命命令流參數(shù)化模型Python腳本Osis命令流2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase建模分析一體化Integratedmodelingandanalysis通過截取局部BIM模型，導(dǎo)入有限元元軟件，添加邊界界條件，分析局部部受力情況BIM模型導(dǎo)入Ansys模型Ansys計(jì)算結(jié)果2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphaseBIM技術(shù)工程實(shí)踐BIMproject橋梁：昭君黃河大橋、平平塘大橋、西江大大橋、龍口大橋、廈門第二東通道道等市政：大連灣跨海交通工工程軌道交通：佛山地鐵二號(hào)線方方案策劃隧道：港珠澳大橋沉管隧隧道、深中通道、、小大連灣隧道投投標(biāo)港珠澳沉管隧道道最終接頭昭君黃河特大橋橋模型大連灣主橋VR視角綜合管廊：集團(tuán)特大課題““綜合管廊BIM技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用用”深中通道水下地地形圖及LOD200構(gòu)件圖西江橋模型龍口1號(hào)大橋模型2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase裝配化鋼橋聯(lián)盟盟組建Thesteelbridgealliance鋼橋聯(lián)盟致力于于打造成為全產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)的供供給者，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)范的提升者，，機(jī)制創(chuàng)新的推推動(dòng)者和邁向高高端的引領(lǐng)者2016年11月1日“鋼橋聯(lián)盟””正式成立貫徹落實(shí)國家五五大發(fā)展理念和和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性性改革要求強(qiáng)化企業(yè)技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新主體，統(tǒng)籌籌資源，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)全產(chǎn)業(yè)業(yè)鏈發(fā)展的有效效途徑國家層面響應(yīng)了交通運(yùn)輸輸部交公路發(fā)〔2016〕115號(hào)文“交通運(yùn)輸輸部關(guān)于推進(jìn)公公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁梁建設(shè)的指導(dǎo)意意見”行業(yè)層面聯(lián)盟任務(wù)及目標(biāo)標(biāo)鋼橋標(biāo)準(zhǔn)制修訂訂編制裝配化鋼橋橋通用圖核心技術(shù)及裝備備研發(fā)人才培養(yǎng)創(chuàng)建鋼橋科技創(chuàng)創(chuàng)新平臺(tái)探索“全總包模模式”打通裝配化鋼橋橋全產(chǎn)業(yè)鏈，邁邁向國際高端2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphaseBIM技術(shù)在裝配式鋼鋼橋通用圖中的的應(yīng)用BIMtechnologyinsteelbridgestandarddrawing通用圖編制將完完全采用BIM技術(shù)建立結(jié)構(gòu)數(shù)數(shù)字模型實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)字模型與結(jié)構(gòu)構(gòu)仿真分析計(jì)算算一體化融合，，及與下游制造造業(yè)的BIM數(shù)字模型軟件的的融合、對(duì)接、、轉(zhuǎn)換通用圖的編制成成果將以“BIM數(shù)字模型+設(shè)計(jì)說明+圖紙目錄+出圖說明”的形形式固化與提交交裝配化鋼橋系列通用圖鋼-混組合梁橋鋼板梁橋鋼箱梁橋鋼桁梁橋鋼拱橋人行天橋應(yīng)急臨時(shí)橋BIM模型作為通用圖圖交付標(biāo)準(zhǔn)基于BIM模型打通設(shè)計(jì)分分析一體化BIM模型保證全產(chǎn)業(yè)業(yè)鏈數(shù)據(jù)暢通2.設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationindesignphase3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase基于設(shè)計(jì)提供的的BIM模型及施工管理理平臺(tái)解決施工工中的控制及管管理難題，施工工交付BIM模型記錄施工數(shù)數(shù)據(jù)痕跡，作為為運(yùn)維階段BIM模型的初始狀態(tài)態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的的全生命周期流流動(dòng)施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase設(shè)計(jì)BIM模型構(gòu)件自動(dòng)化生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備虛擬拼裝施工模擬BIM施工管理平臺(tái)數(shù)據(jù)4D施工管理5D資源管理數(shù)字化驗(yàn)收數(shù)據(jù)施工數(shù)據(jù)模型修正施工交付BIM模型施工受力初始變形初始損傷施工階段數(shù)據(jù)痕跡…鋼結(jié)構(gòu)的加工制制造與拼裝施工工（1/6）ManufacturingofsteelstructureBIM建模深化設(shè)計(jì)圖紙，精細(xì)化BIM建模，為工廠制造和安裝施工提供數(shù)據(jù)信息工廠數(shù)字化制造將BIM模型與制造廠共享，輸出加工圖紙、材料清單及數(shù)控文件，直接指導(dǎo)構(gòu)件的加工制造工廠拼裝或現(xiàn)場施工將BIM模型與施工現(xiàn)場共享，利用模型或模型輸出的圖紙進(jìn)行拼裝、架設(shè)3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase鋼結(jié)構(gòu)的加工制制造與拼裝施工工（2/6）Manufacturingofsteelstructure鋼結(jié)構(gòu)BIM三維實(shí)體建模出出圖進(jìn)行深化設(shè)設(shè)計(jì)的過程，其其本質(zhì)就是進(jìn)行行計(jì)算機(jī)虛擬預(yù)預(yù)拼裝，實(shí)現(xiàn)““所見即所得””的過程港珠澳沉管隧道道最終接頭tekla模型（含舾裝設(shè)設(shè)備）3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase鋼結(jié)構(gòu)的加工制制造與拼裝施工工（3/6）Manufacturingofsteelstructure基于BIM三維模型，輸出出數(shù)控文件，自自動(dòng)套料排版或或人工排版，用用于數(shù)控機(jī)床的的自動(dòng)化下料切切割基于BIM技術(shù)的數(shù)控下料料切割3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase鋼結(jié)構(gòu)的加工制制造與拼裝施工工（4/6）ManufacturingofsteelstructureTEKLA建立的BIM三維模型可自動(dòng)動(dòng)生成鋼結(jié)構(gòu)深深化設(shè)計(jì)詳圖（（整體布置圖、、零件圖、構(gòu)件件圖和節(jié)段圖等等）和各種報(bào)表表，用于施工安安裝快速出圖功能整體布置圖（本本體結(jié)構(gòu)）3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase鋼結(jié)構(gòu)的加工制制造與拼裝施工工（5/6）Manufacturingofsteelstructure頂板單元圖（構(gòu)構(gòu)件圖）工程量清單鋼筋籠單元3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase鋼結(jié)構(gòu)的加工制制造與拼裝施工工（6/6）Manufacturingofsteelstructure根據(jù)BIM三維模型和鋼結(jié)結(jié)構(gòu)施工詳圖進(jìn)進(jìn)行分片裝配焊焊接，搭設(shè)分段段胎架進(jìn)行分段段組裝焊接、打打磨，探傷檢測測和相關(guān)測試實(shí)實(shí)驗(yàn)，最終整體體拼裝焊接、拼裝過程程3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase混凝土節(jié)段預(yù)制制Pre-fabricatedconcretesection根據(jù)BIM三維模型，采用用液壓模板系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行混凝土節(jié)節(jié)段預(yù)制將生成的節(jié)段進(jìn)進(jìn)行編號(hào)，附著著二維碼進(jìn)行管管理3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase施工模擬Constructionsimulation關(guān)鍵施工工藝的的可視化表達(dá)，，方便業(yè)主、設(shè)設(shè)計(jì)單位、施工工單位進(jìn)行技術(shù)術(shù)交底3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase虛擬施工Virtualconstruction在施工之前就能能看到并了解整整個(gè)項(xiàng)目施工的的過程、結(jié)果以以及對(duì)應(yīng)的工程程量，為實(shí)際工工程項(xiàng)目施工提提供經(jīng)驗(yàn)和最優(yōu)優(yōu)的可行方案3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase構(gòu)件信息管理Componentinformationmanagement通過BIM模型管理構(gòu)件信信息，快速查詢?cè)兠總€(gè)橋梁構(gòu)件件的屬性信息3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase施工進(jìn)度管理Constructionschedulemanagement將BIM模型附加施工進(jìn)進(jìn)度計(jì)劃屬性參參數(shù)，形成4D模型。直觀展現(xiàn)現(xiàn)計(jì)劃建造過程程，分析實(shí)際施施工與進(jìn)度計(jì)劃劃的偏差，合理理糾偏并調(diào)整進(jìn)進(jìn)度計(jì)劃，使管管理者對(duì)工程量量及進(jìn)度影響一一目了然3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase施工質(zhì)量管理Constructionqualitymanagement施工方錄入提交交構(gòu)件質(zhì)量及危危險(xiǎn)源信息，系系統(tǒng)推送至監(jiān)理理方及業(yè)主，實(shí)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件與質(zhì)量量信息關(guān)聯(lián)，可可以隨時(shí)查看質(zhì)質(zhì)量安全信息，，提高管理效率率3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase施工計(jì)量管理Constructioncostmanagement相對(duì)計(jì)劃和實(shí)際際進(jìn)度，計(jì)算整整個(gè)工程、任意意WBS節(jié)點(diǎn)、3D施工段或構(gòu)件在在任意時(shí)間范圍圍的工程量以及及累計(jì)工程量，，為計(jì)量支付提提供工程量依據(jù)據(jù)。3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase數(shù)字化校驗(yàn)與移移交施工質(zhì)量復(fù)核Constructionqualityreview利用三維掃描儀儀對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行行三維掃描獲得得目標(biāo)物點(diǎn)云數(shù)數(shù)據(jù)，通過三維維模型與點(diǎn)云模模型進(jìn)行對(duì)比和和可進(jìn)行外觀質(zhì)質(zhì)量復(fù)核。利用用探傷儀獲得目目標(biāo)物內(nèi)部缺陷陷，進(jìn)行構(gòu)件質(zhì)質(zhì)量復(fù)核竣工數(shù)字化交付付digitaldelivery施工結(jié)束后，將將形成一個(gè)真實(shí)反映建建筑物的竣工模模型和包含質(zhì)量、設(shè)備備、文檔等信息息的數(shù)據(jù)庫，這些將作為施工成果移移交到運(yùn)維階段段3.施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinconstructionphase4.運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephaseBIM模型記錄施工中中的受力、變形形及初始損傷等等信息，并基于于監(jiān)控信息實(shí)時(shí)時(shí)修正BIM模型，解決健康康監(jiān)測模型的準(zhǔn)準(zhǔn)確性問題基于統(tǒng)一管理平平臺(tái)及運(yùn)營大數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管養(yǎng)養(yǎng)的信息化、智智能化運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用方案BIMapplicationinoperatephaseBIM模型分析模型（運(yùn)維階段）施工受力初始變形初始損傷監(jiān)測檢測橋梁安全性自動(dòng)評(píng)估、決策預(yù)警管養(yǎng)方案維修加固模型修正全壽命周期成本計(jì)算及評(píng)估BIM建養(yǎng)一體化云平臺(tái)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)建養(yǎng)大數(shù)據(jù)施工階段數(shù)據(jù)痕跡…橋梁BIM建養(yǎng)一體化云平平臺(tái)BridgeBIMconstruction-operateintegratedcloudplatform應(yīng)用BIM、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)據(jù)集成及移動(dòng)互互聯(lián)技術(shù)，建立立橋建養(yǎng)一體化化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)橋橋梁全周期的信信息共享和動(dòng)態(tài)態(tài)模擬，進(jìn)行橋橋梁運(yùn)維的準(zhǔn)確確評(píng)估、快速預(yù)預(yù)警和高效決策策橋梁運(yùn)維BIM模型橋梁實(shí)時(shí)感知系系統(tǒng)與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)字化巡檢評(píng)估與預(yù)警決策設(shè)計(jì)階段施工階段數(shù)據(jù)入庫及時(shí)感知自動(dòng)決策4.運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephase監(jiān)控大廳橋梁云數(shù)據(jù)中心橋梁遠(yuǎn)程安全監(jiān)控橋梁綜合分析評(píng)估特殊事件應(yīng)急監(jiān)管監(jiān)測數(shù)據(jù)管理橋梁國家工程研研究中心橋梁BIM建養(yǎng)一體化云平平臺(tái)：橋梁國家家工程研究中心心實(shí)施示范Thebridgenationalengineeringresearchcenterdemonstration4.運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephase4.運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephase將建設(shè)期形成的的橋梁BIM模型與運(yùn)維護(hù)期期養(yǎng)護(hù)管理信息息相融合，形成成建養(yǎng)一體化橋橋梁BIM模型橋梁運(yùn)維BIM模型：融合監(jiān)測測和養(yǎng)護(hù)信息的的建養(yǎng)一體化模模型BridgeoperationalBIMmodel:integratedmonitoringandmaintenanceinformation風(fēng)速儀溫濕度儀溫度計(jì)應(yīng)變計(jì)運(yùn)維BIM模型橋梁結(jié)構(gòu)模型(結(jié)構(gòu)信息)監(jiān)測系統(tǒng)模型(荷載、環(huán)境、響響應(yīng))監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)、、傳感器位置、、采購信息、維維護(hù)信息對(duì)施工階段模型型進(jìn)行校核、完完善，獲得工程程驗(yàn)收模型動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)GPS+BDS傾斜角度傳感器器纜索振動(dòng)加速度度計(jì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度度計(jì)位移計(jì)攝像機(jī)…………運(yùn)維模型（嘉紹紹大橋）監(jiān)測系統(tǒng)模型橋梁模型4.運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephase針對(duì)多災(zāi)害作用用下橋梁工程發(fā)發(fā)生的災(zāi)害行為為及后果，采用用并發(fā)采集技術(shù)術(shù)和遠(yuǎn)程高效傳傳輸技術(shù)，建立立多災(zāi)害實(shí)時(shí)感感知與傳輸子系系統(tǒng)、橋梁監(jiān)測測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，，為感知結(jié)構(gòu)響響應(yīng)、預(yù)測災(zāi)變變行為提供數(shù)據(jù)據(jù)支撐橋梁實(shí)時(shí)感知與與遠(yuǎn)程傳輸Bridgereal-timeperceptionandremotetransmission橋梁感知及遠(yuǎn)程程傳輸（嘉紹大大橋）車輛船撞風(fēng)速波浪地震溫度濕度雨量振動(dòng)變形應(yīng)變索力支座反力疲勞基礎(chǔ)沖刷腐蝕裂縫感知系統(tǒng)荷載與環(huán)境結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)位移轉(zhuǎn)角溫度曲線剛性鉸位移曲線線剛性鉸位移曲線線4.運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用BIMapplicationinoperatephase建立智能化