BIM技術(shù)在魯南高鐵項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用中交魯南高鐵

BIM技術(shù)在魯南高鐵 項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用目錄Contents 一、項(xiàng)目基本情況概述 二、BIM應(yīng)用背景 三、

BIM應(yīng)用成果 四、BIM價(jià)值分析 五、BIM后續(xù)規(guī)劃一、項(xiàng)目基本情況概述

魯南高速鐵路位于山東省南部，東起日照市，與青連鐵路日照西站接軌，西經(jīng)臨沂、曲阜、濟(jì)寧、菏澤，與鄭徐客專蘭考南站接軌。線路分為日照至臨沂段、臨沂至曲阜段、曲阜至菏澤段、菏澤至蘭考段4段，是山東省“三橫五縱”高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要連接通道，速度目標(biāo)值350km/h，建設(shè)總長度494km，總投資750億元。魯南高速鐵路總平面示意圖一、項(xiàng)目基本情況概述

由中國交建承建的魯南高速鐵路（日照至臨沂段）位于山東省東南部，線路東起日照市東港區(qū)，向西經(jīng)嵐山區(qū)、經(jīng)開區(qū)，臨沂市臨港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、莒南縣、河?xùn)|區(qū)，止于臨沂市蘭山區(qū)，正線長度102.45km（橋梁70.74km；區(qū)間路基24.85km）；隧道6座，特大橋、大中橋23座，跨路、跨河大跨度連續(xù)梁等特殊結(jié)構(gòu)27座，小橋涵54座。項(xiàng)目建安費(fèi)總投資55.62億元，線下土建施工工期16個(gè)月，計(jì)劃2019年底建成通車。中國交建魯南高鐵施工總平面圖一、工程概況 日照至臨沂段共設(shè)置RLTJ-2、RLTJ-3、RLTJ-4三個(gè)標(biāo)段，由中國交建六個(gè)單位承建，各參建局具體任務(wù)劃分如下：RLTJ-2標(biāo)：中交一航局，D2K6+029.403～DK12+562.175線下工程，全長17.62km； 中交隧道局，DK12+562.175～D3K31+296.350線下工程，全長18.73km，厲家寨車站1處；RLTJ-3標(biāo)：中交一公局，D3K31+296.350-D2K55+404.750線下工程，全長20.21km； 中交四公局，D2K55+404.750～DK71+501.920線下工程，全長16.08km，莒南車站1處；RLTJ-4標(biāo)：中交路橋建設(shè)，D1K71+501.920～D1K84+997.839線下工程，全長13.50km；

中交三航局，D1K84+997.839～D1K95+183.676線下工程，全長16.12km，動(dòng)車行走線5.91km，動(dòng)車所1處。

一、項(xiàng)目基本情況概述 項(xiàng)目具有“快、難、嚴(yán)”的特點(diǎn)，即土建工期只有一年半，兩年半具備通車條件，創(chuàng)造國內(nèi)高鐵建設(shè)新速度;沿線穿越1處國家級(jí)水產(chǎn)種植資源保護(hù)區(qū)和2處飲用水源保護(hù)區(qū);9處跨越既有高速公路,5處跨越既有營業(yè)線鐵路,最近施工點(diǎn)距營業(yè)線0.18米,施工協(xié)調(diào)、安全管控難；建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高多，管段內(nèi)19處工程被魯南高速鐵路公司列為施工關(guān)鍵線路重點(diǎn)盯控項(xiàng)目。目錄Contents 一、項(xiàng)目基本情況概述 二、BIM應(yīng)用背景 三、

BIM應(yīng)用成果 四、BIM價(jià)值分析 五、BIM后續(xù)規(guī)劃第二章BIM應(yīng)用背景2.1應(yīng)用背景 內(nèi)部需求1、項(xiàng)目管理需要2、技術(shù)管理水平需要；3、工期、安全的壓力；4、精細(xì)化管理的需要；BIM技術(shù)的優(yōu)勢：1、三維可視化；2、動(dòng)態(tài)漫游；3、虛擬施工；4、碰撞檢查；5、工程量計(jì)算；6、協(xié)同管理。外部的動(dòng)力1、行業(yè)的推進(jìn)；2、業(yè)主的要求；3、同行們?cè)谇斑M(jìn)。第二章BIM應(yīng)用背景2.1應(yīng)用背景三維可視化提高工作效率虛擬施工，提高施工技術(shù)水平快速、精確算量助力精細(xì)化管理預(yù)知結(jié)果，保證目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)宣傳展示提高企業(yè)形象動(dòng)態(tài)漫游、基于模型的協(xié)同BIM應(yīng)用目的第二章BIM應(yīng)用背景2.1應(yīng)用背景

基于集團(tuán)對(duì)重點(diǎn)工程BIM的發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合魯南高鐵項(xiàng)目特點(diǎn)，進(jìn)場后組織進(jìn)行BIM應(yīng)用策劃，組織各個(gè)參建單位組建BIM工作團(tuán)隊(duì)，對(duì)項(xiàng)目全員進(jìn)行BIM普及培訓(xùn)，旨在工程實(shí)體建設(shè)的同時(shí)，深度應(yīng)用BIM技術(shù)輔助現(xiàn)場施工管理，開展施工全階段BIM應(yīng)用，重點(diǎn)在連續(xù)梁施工、跨既有線施工、橋梁轉(zhuǎn)體監(jiān)測模擬等復(fù)雜工藝進(jìn)行了BIM的研究和應(yīng)用，取得一定的成績。第二章 BIM應(yīng)用背景2.2典型應(yīng)用：肖家莊特大橋轉(zhuǎn)體連續(xù)梁跨既有線施工國內(nèi)目前跨度最大、梁高最高的連續(xù)梁距離既有線近，風(fēng)險(xiǎn)高，刷新多項(xiàng)全國新紀(jì)錄省內(nèi)建設(shè)里程最長、投資規(guī)模最大、建設(shè)條件最復(fù)雜、沿線人口最多的鐵路 肖家莊特大橋主跨長144米，全橋共劃分為79個(gè)梁段，是目前國內(nèi)高鐵建設(shè)中跨度最大、距離既有鐵路線最近、梁高最高的連續(xù)梁。該項(xiàng)目的建設(shè)不僅涉及到復(fù)雜的空間位置關(guān)系、地理環(huán)境，而且涉及多項(xiàng)復(fù)雜工程，施工難度大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，因此，保證橋梁工程施工方案的可行性對(duì)本項(xiàng)目的高效順利實(shí)施至關(guān)重要，采用BIM技術(shù)輔助施工，且BIM技術(shù)應(yīng)用貫穿整個(gè)施工過程。第二章 BIM應(yīng)用背景2.2典型應(yīng)用：肖家莊特大橋轉(zhuǎn)體連續(xù)梁跨既有線施工距離既有鐵路線最近僅18cm；距離既有線近，測量難度大；帽梁施工需在300min天窗內(nèi)完成所有吊裝作業(yè)； 跨沈海高速特大橋左單線26-29號(hào)墩設(shè)計(jì)采用縱向懸臂跨越方式，跨越既有線間距長達(dá)154m?？v向懸臂墩下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙柱式框架墩，平均墩高為17.5m，上部為16.7m×4.7m×2.5m現(xiàn)澆懸臂帽梁，其中懸臂長度為3.35m，帽梁上部為14m長預(yù)制箱式梁上段?？傆?jì)跨越三條既有鐵路（分別為青連鐵路左線、兗石線上行、兗石線下行)，國內(nèi)無施工先例。利用BIM技術(shù)結(jié)合無人機(jī)掃描+3D掃描技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)物的準(zhǔn)確定位，模擬了吊裝、架梁等全工序作業(yè)過程，確保了跨既有線施工安全。項(xiàng)目管理目標(biāo) 企業(yè)應(yīng)用目標(biāo)三維驗(yàn)證技術(shù)交底虛擬建造高難度工藝差異化核心競爭力

質(zhì)量安全 進(jìn)度管控協(xié)同施工信息平臺(tái)施工技術(shù)目標(biāo)第二章BIM應(yīng)用背景2.3BIM應(yīng)用目標(biāo)BIM建模軟件 BIM應(yīng)用軟件 BIM運(yùn)維軟件Revit2017AutoCAD2017SketchUpNavisworks2017Fuzor2017Lumion6.03Dmax2017基于“BIM協(xié)同”的平臺(tái)開發(fā)軟件”第二章 BIM應(yīng)用背景1.4BIM軟件選擇目錄Contents 一、項(xiàng)目基本情況概述 二、BIM應(yīng)用背景 三、

BIM應(yīng)用成果 四、BIM價(jià)值分析 五、BIM后續(xù)規(guī)劃第三章 BIM應(yīng)用成果BIM技術(shù)全階段施工應(yīng)用中心理念：協(xié)同、協(xié)作；自動(dòng)化、精細(xì)化1.結(jié)合“BIM+”技術(shù)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和采集效率2.基于BIM信息化協(xié)同平臺(tái)，將BIM技術(shù)嵌入項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)流程魯南高鐵第三章 BIM應(yīng)用成果3.1BIM建模：項(xiàng)目族庫開發(fā)與應(yīng)用本項(xiàng)目中：族（構(gòu)件級(jí)）種類超過200個(gè)族（單元級(jí)）種類超過1000個(gè)族（構(gòu)件級(jí)）分類：主梁頂板、底板（45）防護(hù)墻（7）鐵軌（12）軌道板（10）人行道（23）預(yù)制梁（12）橋墩（18）接觸網(wǎng)立柱（24）護(hù)欄（300）承臺(tái)（18）…族（構(gòu)件級(jí)）文件清單第三章 BIM應(yīng)用成果3.1BIM建模：項(xiàng)目族庫開發(fā)與應(yīng)用防護(hù)網(wǎng)墩身0號(hào)塊防護(hù)墻防護(hù)欄桿人行道下部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)接觸網(wǎng)立柱明確了基于軟件平臺(tái)的橋梁零件、構(gòu)件、整體（橋梁單體）的實(shí)施路線第三章 BIM應(yīng)用成果3.1BIM建模：項(xiàng)目族庫開發(fā)與應(yīng)用超前大管棚二襯超前小導(dǎo)管超前帷幕隧道水溝 仰拱明洞建立隧道工程族庫，并利用有限元模型對(duì)隧道暗挖過程進(jìn)行仿真分析。第三章 BIM應(yīng)用成果

3.2BIM數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用：利用BIM結(jié)合無人機(jī)掃描+三維掃描技術(shù)，針對(duì)技術(shù)人員無法測量的位置進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，精準(zhǔn)定位，利用Bentley系統(tǒng)將點(diǎn)云文件進(jìn)行處理，與BIM模型掛接實(shí)現(xiàn)場景統(tǒng)一。對(duì)鐵路的空間位置、機(jī)械作業(yè)半徑、范圍、安全距離等數(shù)據(jù)進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)和分析，充分利用數(shù)據(jù)價(jià)值指導(dǎo)施工方案切實(shí)可行，有效規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)第三章 BIM應(yīng)用成果3.3基于全景數(shù)據(jù)模型的三維場地規(guī)劃利用掃描后的BIM全景數(shù)據(jù)模型結(jié)合公司場地布置標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法，對(duì)臨建設(shè)施進(jìn)行布局模擬，通過漫游對(duì)既有線等復(fù)雜位置、危險(xiǎn)作業(yè)空間等進(jìn)行方案規(guī)劃，為后續(xù)施工爭取時(shí)間，提升場地利用率，有效避免材料二次搬運(yùn)。內(nèi)部場景、安全體驗(yàn)區(qū)實(shí)景 外部場景、施工區(qū)漫游第三章 BIM應(yīng)用成果3.4BIM模擬鄰近既有線吊裝作業(yè)：經(jīng)BIM模型復(fù)核，發(fā)現(xiàn)18#、19#承臺(tái)吊裝拆模作業(yè)與營業(yè)線位置沖突，承臺(tái)下部模板已改用磚模施工，同時(shí)，進(jìn)行吊裝路徑模擬，提高施工功效，降低了施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)。第三章 BIM應(yīng)用成果利用BIM技術(shù)建立鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道模型，在虛擬的三維環(huán)境下快速、全面、準(zhǔn)確的計(jì)算，將施工中的結(jié)構(gòu)、鋼筋與預(yù)應(yīng)力、張拉空間、作業(yè)空間等位置細(xì)化并檢查設(shè)計(jì)圖紙可能存在的錯(cuò)誤及沖突問題，通過對(duì)0號(hào)塊、箱梁等構(gòu)件進(jìn)行鋼筋和預(yù)應(yīng)力的檢查，發(fā)現(xiàn)碰撞問題21處，針對(duì)碰撞報(bào)告的問題調(diào)整了鋼筋形狀，優(yōu)化了鋼筋布置。3.5結(jié)構(gòu)碰撞、鋼筋與預(yù)應(yīng)力碰撞檢查Revit中設(shè)置施工段按施工組織設(shè)計(jì)依次激活構(gòu)件檢查指導(dǎo)性施工方案是否合理檢查構(gòu)造是否發(fā)生碰撞總結(jié)碰撞檢查應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)第三章 BIM應(yīng)用成果坐標(biāo)采集根據(jù)BIM技術(shù)生成的梁體模型，結(jié)合碰撞情況，按照直線段60cm、曲線30cm，截取全截面整體井字架坐標(biāo)。錨墊板定位錨盒、端模、錨墊板三者剛性栓接，整體吊裝、通過BIM技術(shù)精確定位端模，實(shí)現(xiàn)錨墊板精確定位井子架制作依據(jù)截取不同斷面管道坐標(biāo)，精確加工相應(yīng)截面的全截面整體井字架。井字架鋼筋與管道間隙2mm。通過整體制作既保證管道之間相對(duì)位置，增加井字架的整體剛度?！す艿蓝ㄎ辉诖艘远四?、側(cè)模、頂板作為管道定位的基準(zhǔn)面，井字架與鋼筋骨架焊接固定。通過井字架的精確定位，實(shí)現(xiàn)管道精確安裝。3.6BIM輔助精細(xì)化數(shù)據(jù)定位支座加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)片振搗棒預(yù)留孔道混凝土定點(diǎn)振搗技術(shù)?根據(jù)振搗棒作用半徑預(yù)留豎向振搗孔道，孔道底部位于頂層鋼筋網(wǎng)片上部20cm處。?通過預(yù)留豎向振搗孔道，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋密集部位定點(diǎn)到底振搗，避免觸及管道，造成破損、移位，防止發(fā)生隔空假實(shí)現(xiàn)象。?底板混凝土澆筑完畢后拆除預(yù)留孔道。預(yù)留孔道布料串筒3.6BIM輔助精細(xì)化數(shù)據(jù)定位第三章 BIM應(yīng)用成果第三章 BIM應(yīng)用成果3.7BIM輔助可視化交底：利用BIM技術(shù)，對(duì)整個(gè)施工過程全工序進(jìn)行詳細(xì)模擬、三維技術(shù)交底，避免安全隱患，有效指導(dǎo)施工。第三章 BIM應(yīng)用成果

3.8合龍段鋼盒吊裝施工：利用BIM技術(shù)，分別從防護(hù)設(shè)置、吊車安放起臂、人工配合、精確定位、鋼盒焊接、現(xiàn)場清理等作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行模擬論證，精確分配每道工序作業(yè)時(shí)間，同時(shí)針對(duì)合龍段施工進(jìn)行三維交底，從防護(hù)人員的就位與撤離、遮板安裝、現(xiàn)場清理等作業(yè)內(nèi)容分別進(jìn)行詳細(xì)交底、合理安排每道工序所需時(shí)間。有效指導(dǎo)現(xiàn)場施工。鋼盒吊裝模擬 中垮合龍模擬第三章 BIM應(yīng)用成果利用BIM技術(shù)，針對(duì)工程項(xiàng)目材料用量等進(jìn)行工程量提取、復(fù)核。同時(shí)針對(duì)不同需求，按不同類別進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，如按構(gòu)件型號(hào)、按不同材質(zhì)、按標(biāo)高等。3.9BIM輔助工程量計(jì)算復(fù)核第三章 BIM應(yīng)用成果3.10BIM施工流程規(guī)劃安排：將project進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型關(guān)聯(lián)，按照項(xiàng)目總工期的要求，對(duì)本工程施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行合理編制，直觀展示施工工序順序，記錄實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)完成情況，加強(qiáng)施工進(jìn)度的統(tǒng)計(jì)和分析工作，及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃偏差，確保關(guān)鍵線路的工期節(jié)點(diǎn)。有效預(yù)見工序交叉施工情況及避免工序沖突，保證項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)施及項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行。特大橋轉(zhuǎn)體實(shí)施鐵路局批復(fù)的天窗時(shí)間僅50分鐘，為保證在點(diǎn)內(nèi)順利完成轉(zhuǎn)體，利用BIM模型優(yōu)化鋼盒設(shè)計(jì)方案，由傳統(tǒng)的矩形對(duì)接優(yōu)化為平行四邊形，避免了T構(gòu)同時(shí)轉(zhuǎn)體過程中的碰撞，目前現(xiàn)場合龍段鋼盒已吊裝完成。3.11BIM創(chuàng)新應(yīng)用：輔助鋼盒方案設(shè)計(jì)第三章 BIM應(yīng)用成果3.12工藝仿真+實(shí)時(shí)監(jiān)控：基于BIM技術(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)體施工的準(zhǔn)備、試轉(zhuǎn)體、正式轉(zhuǎn)體、封閉轉(zhuǎn)盤四個(gè)階段分別開展方案優(yōu)化，出具施工指導(dǎo)視頻，同時(shí)為施工橋梁監(jiān)控平臺(tái)提供BIM數(shù)據(jù)模型，用以配合進(jìn)行轉(zhuǎn)體過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控。第三章 BIM應(yīng)用成果3.13BIM信息化協(xié)同管理綜合應(yīng)用BIM信息化協(xié)同管理平臺(tái)BIM模型進(jìn)度管理、輕量化展示質(zhì)量安全管理第三章 BIM應(yīng)用成果目錄Contents 一、項(xiàng)目基本情況概述 二、BIM應(yīng)用背景 三、

BIM應(yīng)用成果 四、BIM價(jià)值分析 五、BIM后續(xù)規(guī)劃第四章 BIM價(jià)值分析4.1實(shí)施效果工程量計(jì)算復(fù)合智能高效

利用BIM技術(shù)，通過建模確定構(gòu)件實(shí)體位置，輸入查詢的構(gòu)件信息，自動(dòng)計(jì)算得到構(gòu)件實(shí)體工程量，包括主體結(jié)構(gòu)材料用量等針對(duì)不同需求按不同類統(tǒng)計(jì)，如按構(gòu)件型號(hào)、材質(zhì)、標(biāo)高等，有效提高了算量工作的效率和準(zhǔn)確性，為項(xiàng)目的進(jìn)度管理、成本管理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。三維模擬驗(yàn)證降低風(fēng)險(xiǎn)通過BIM在虛擬的三維環(huán)境下進(jìn)行快速準(zhǔn)確的計(jì)算，將施工中的結(jié)構(gòu)、鋼筋與預(yù)應(yīng)力、張拉空間、作業(yè)空間等位置,并檢查設(shè)計(jì)圖紙可能存在的錯(cuò)誤及沖突問題，確定既有線位置沖突，消除了由位置沖突問題產(chǎn)生的設(shè)計(jì)變更和工程洽商，減少返工,降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。促進(jìn)施工技術(shù)能力提升無人機(jī)BIM+三維掃描技術(shù)掃描既有線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，與BIM模型實(shí)現(xiàn)場景統(tǒng)一，輔助制定施工方案，校核既有線空間位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)三維技術(shù)交底、對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、工藝模擬，通過多處交底、仿真模擬等工作，確保了施工任務(wù)的完成，促進(jìn)了施工技術(shù)能力的提升。4.3管理效益 通過BIM三維模型準(zhǔn)確提取工程量，提高成本控制中工程量計(jì)算環(huán)節(jié)的工作效率和精度，工作量可減少50%以上。 BIM的協(xié)作方式讓各參與方實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一模型的信息交換和共享，基于BIM模型進(jìn)行工程質(zhì)量、安全、施工等協(xié)同管理，三維可視化使信息更通暢，提升管理效益。 BIM信息模型隨施工進(jìn)度逐步完善，項(xiàng)目實(shí)施過程中關(guān)鍵信息和數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)于模型中，形成數(shù)據(jù)庫，便于日后對(duì)該項(xiàng)目的查找和追溯，為項(xiàng)目管理提供數(shù)據(jù)支持，有效提升管理效益。 通過BIM施工模擬論證了方案可行性，合理安排工序，安全高效完成了全線所有的跨越既有線施工。4.1經(jīng)濟(jì)效益 BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中，通過圖紙審查、方案模擬、工藝仿真、參數(shù)化模型應(yīng)力分析碰撞檢測，有效減少錯(cuò)漏碰缺，避免返工資源浪費(fèi)，優(yōu)化施工方案，帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益。4.2工期效益第四章 BIM價(jià)值分析4.4企業(yè)效益 通過發(fā)展BIM技術(shù)，積累數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，大幅度提升工程建造水平，促進(jìn)工程項(xiàng)目實(shí)行精細(xì)化管理，為市場營銷、項(xiàng)目履約提供有力的技術(shù)支持和差異化科技競爭優(yōu)勢。 BIM技術(shù)成果可被集團(tuán)類似工程重復(fù)使用，其施工工藝具有傳承、指導(dǎo)意義。 通過BIM在本項(xiàng)目中的實(shí)踐應(yīng)用，培養(yǎng)了大量專業(yè)技術(shù)人才，深化了技術(shù)人員對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)，為建立BIM人才梯隊(duì)打下良好的基礎(chǔ)。第四章 BIM價(jià)值分析本項(xiàng)目后續(xù)規(guī)劃

BIM技術(shù)通過在高鐵領(lǐng)域中的應(yīng)用，相對(duì)于傳統(tǒng)的施工管理模式，在BIM技術(shù)的輔助、引領(lǐng)與推動(dòng)下，論證了復(fù)雜施工的尤其是跨既有線施工的可實(shí)施性，規(guī)避了碰撞及其他問題，顯著提升了施工效率，促進(jìn)施工技術(shù)和管理模式的創(chuàng)新，我