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徐州市迎宾大道快速化改造工程中的BIM技术应用浅谈

来源:互联网

一、摘要

Building InformationModeling,即“建筑信息模型”。利用BIM技术的协同性、可视化等特性,提高各专业间沟通效率,减少设计错误,为后续施工期管理提供基础。利用BIM技术的可视化、协调性等特性,对传统的项目施工管理进行升级,实现施工过程更为精准的管理。作为涵盖工程全生命周期的数字信息技术,BIM技术的整合应用有助于规范项目管理,提升管理效率,降低成本支出。充分利用模型可视化和管理信息化,使工程的施工管理更为精确、更为科学、更为高效。

关键字:BIM、三维、施工平台、应用

应用差评:ContextCapture、Descartes、PowerCivil、MicroStation、Navigator、LumenRT、ProjectWise

二、概述

2.1 徐州市迎宾大道快速化改造工程简介

徐州市迎宾大道直接连接三环路与徐州互通,是城区南部最重要的出口之一,主要承担主城区往南、东方向的出入交通,连接主城区与徐州新区两个片区,此外迎宾大道直接对接104国道,承担一部分过境交通功能。2014年4月,三环东路快速化改造工程建成通车,在快速路网中作为重要射线的迎宾大道随着徐州社会经济的快速发展、环线快速路网的不断完善,迎宾大道的交通压力与日俱增,拥堵问题日益突出。

徐州市迎宾大道快速化改造工程,工程范围起自三环东路迎宾大道立交,终点接入连霍高速公路。沿线分别经过昆仑大道、欣欣路、彭祖大道、商聚路、天目路、楚韵路、汉源大道,道路改造工程全长8.06公里。另外彭祖大道快速化改造工程(迎宾大道至昆仑大道段)长约2.1公里,亦计入本次快速化改造范围。

图片 1

项目工程范围迎宾大道改造起自三环东路迎宾大道立交,终点接G30 连霍高速公路徐州互通,路线全长约7.612km。全线快速路高架段6.57km,地面段1.05km。全线共设置出入口7 对,其中上下匝道4 对,地面出入口3 对。全线互通式立交5 处,其中枢纽互通3 处,分别为昆仑大道互通、彭祖大道互通、汉源大道互通,出入口型互通2 处,分别为天目路互通、楚韵路互通。

图片 2

本公司设计工作包括迎宾大道全线高架段长6.8km;地面段长1.26km。全线共设置出入口7对,其中地面出入口2对,分别昆仑大道两侧、彭祖大道两侧、大龙湖两侧、汉源大道西侧,互通立交三处,分别为昆仑大道立交、彭祖大道立交以及汉源大道立交。

2.2 BIM技术简介

Building InformationModeling,即“建筑信息模型”,它被定义成由完全和充足信息构成以支持生命周期管理,并可由电脑应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型。BIM模型涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统、各种组件的性质及数量。建筑信息模型可以用来展示整个工程生命周期,包括了兴建过程及营运过程。提取项目内材料的信息十分方便。项目内各个部分、各个系统都可以呈现出来。作为涵盖工程全生命周期的数字信息技术,BIM技术的整合应用有助于规范项目管理,提升管理效率,降低成本支出。充分利用模型可视化和管理信息化,使工程的施工管理更为精确、更为科学、更为高效。

2.3 BIM技术的应用

2.3.1 设计阶段

BIM技术将专业、抽象的桥梁工程的设计资料转化为通俗易懂的三维模型,能为业主决策提供更直观、有效的依据。采用BIM技术,整个桥梁的工程信息都可以储存在模型数据中,而且这些数据信息可以直接的被计算机所读取,并且可以快速有效的对各个构件进行工程量的统计分析,大大减少工作量及人为错误。参数化的生产方式能解决方案优化带来的重复性工作,协同设计解决了因信息交互不畅带来的错漏缺等问题。而且能快速完成整个工程设计过程中的建模、计算及出图等一系列流程。

2.3.2 施工阶段

通过BIM技术则可以直接提取直观有效的图纸指导现场施工,例如基本尺寸、相关说明、规格、构件编码、材质、制造商、成本及外部链接等信息,从而保证施工阶段的高效。桥梁施工是一个高度动态的过程,通过BIM与施工进度相衔接,建立一个基于空间信息与时间信息的4D模型,该模型可以直观、准确的反映整个项目的施工过程,从而合理制定施工计划、精确掌握施工进度,优化施工资源配备,对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理,以缩短工期、降低成本、提高质量。

BIM能提供一个安全数据信息的交互平台,在施工过程中,施工单位的自检自控,监控单位进行安全监控。相关质量单位进行质量检测监督都能在平台内进行有效管理。避免由于安全信息数据管理不敏感、分析不及时,导致危险因素累计,甚至导致事故发生。

协同作业,是设计之外的各种办公文档管理、人员权限管理、计划任务管理、项目状态查询统计等相关管理功能,以及施工方与业主、设计方、监理方、材料供应商、运营商等相关单位进行文件交互、沟通交流等的协同管理系统,能够保证施工科学合理化,同时是提升全过程各环节效率的重要手段。

2.3.3 运营阶段

桥梁运营在桥梁整个寿命占据最长的时间,一套完善的运行管理方案对保证桥梁的健康运营起到尤为重要的作用。建立基于BIM的桥梁信息话管理系统对桥梁运营阶段的常规信息管理(如车流量信息管理)和结构安全信息管理(如结构安全状态信息管理、恶劣天气信息管理)有非常重要的作用。能够保证信息管理科学有效,保证桥梁健康安全运营,尽量延长桥梁使用寿命,同时能降低桥梁使用、维护的综合成本。

例如利用信息自动采集系统获得力学指标的监测结果或利用信息自动采集系统及人工巡检获得的结构损伤的直接检测结果,可以获得结构安全状态信息。最后利用基于BIM系统平台中的综合评估模块对所分析信息进行综合评估从而获得直观、科学、有效和对桥梁运营阶段的养护管理具有现实指导意义的结构综合安全评估报告。

三、建设目标

本项目采用Bentley平台下的多款软件实现BIM技术的全生命周期的设计施工和管控,提出完整的公路行业BIM技术的解决方案,初步建立针对公路行业的建筑模型标准,推进BIM技术的大力发展。利用BIM技术的协同性、可视化等特性,提高各专业间沟通效率,减少设计错误,为后续施工期管理提供基础。利用BIM技术的可视化、协调性等特性,对传统的项目施工管理进行升级,实现施工过程更为精准的管理。

四、应用概况

项目采用Bentley平台下的多款软件实现BIM技术的全生命周期的设计施工和管控,提出完整的公路行业BIM技术的解决方案,初步建立针对公路行业的建筑模型标准,推进BIM技术的大力发展。项目对象为城市道路、高架、地道等,目前为施工图阶段,采用Bentley ContextCapture对航拍照片进行处理,形成实际场景的地形模型,Bentley Descartes对航拍地模进行修整,Bentley PowerCivil建立道路和地道模型,结合Bentley MicroStation进行模型细节处理,Bentley Subsurface Utility Engineering建立地下管线,BentleyNavigator 进行碰撞检查及漫游查看,Bentley LumenRT进行时渲的效果展示,利用ProjectWise平台协同平台进行协同设计,Bentley一体化的解决方式明显提高设计质量。本项目桥梁设计,其总装模型通过漫游和碰撞检查,快速帮助设计团队找到50多个设计异常点,通过Navigator软件对这些碰撞点进行了批注和处理。

五、BIM管理云平台功能

5.1 进度计划5D模拟

进度计划包含工程量和造价信息,由施工单位录入计划及上传横道图,由监理单位审批月度计划。同时可以快捷直观地模拟、查看进度计划时间轴。

5.2 资料管理

按照竣工文档编制规范和有关规定,把具有工程建设过程中产生的文件、图纸、照片、影像资料通过分类管理,归纳组织加以保存,在建设过程中就可以实现部分文件的归档及电子化,大大提高了竣工文件整理的效率及减少了竣工文件编制的成本。

5.3 投资控制

实现了计量资料与质检资料的有效挂钩,且资料可归档到竣工资料模块。工程变更生效之后,变更台账直接进入基础数据库,模型也随之更新。实现了概预算执行情况动态对比分析,以及可设置预警条件。

5.4 质量控制

质量控制流程化、管理规范化。材料管理,对材料的信息登记以及溯源基础数据信息。严格把控工序转换关,控制管理每道工序的前期准备和完工验收,为质量管理提供必要的条件。通过电子签名,与竣工文件无缝对接,审批留痕,责任清晰。

5.5 进度控制

施工过程中,模型与计划、统计、调度信息关联,实现计划及过程信息均能通过整体模型实时展现。

5.6 安全管理

以系统性的安全管理体系提供统一的解决方案。建立安全台帐信息,实现对设备、危险源等安全信息的统一管理和资源分配。

5.7 手机现场管理

实现用手机APP进行现场管理,可通过手机app直接查看图纸。透明管理,快速反应,降低管理成本,无时无地,提高执行力;责任落实到人,全程可追溯,PDCA提高工作质量;现场录入资料,避免重复工作,打通资料录入的屏障。

5.8 数据管理

支持移动端、PC端病害录入,对病害分类查询,可按检测时间、孔跨、主要部件、重要构件作为查询条件对病害分类检索。查询结果可设定排序,实现某构件历年病害的对比显示。病害处治可分批次、分线路、分技术状况等级类型,并估算费用,供制定养护计划时参考。

5.9 业务管理

通过任务单进行业务流程管理,将信息采集、复核、审核纳入流程管理。

每一条记录都可追溯记录人、记录时间及整个数据确认过程。可根据不同单位特点全新设计适合自身特点的业务管理流程。

六、应用BIM技术的优势

BIM的价值体现于在工程建设全生命期实现各方信息交流。根据业主需求,利用BIM技术提高设计、施工和运维管理效率与质量。Bentley系统完成项目设计后,制作了多视角三维剖切展示图,三维漫游视频,生动形象地展示了设计各个系统的设计理念和思路。通过创新获得的回报:提高了设计质量同时加快了设计进度,并极大地节省了人力资源节省时间成本,把本来需要多次沟通汇报变更方案的次数减少为1次,减少720个工时的设计时间,减少150个工时的校审时间,减少200个工时的修改时间,节约了将近100万的设计成本。并将设计错误率减少了95%,同时设计深度增加了50%。计划将标准化设计三维成果继续运用于中开项目的其他复杂桥梁设计中,预计每个项目将会为苏交科每年节省至少500多万的成本和上千个人日。

七、结语

新技术在公路行业的应用,丰富了我们的设计手段,可视化的表现形式摒弃了传统的设计思维,更直观地解决复杂的工程问题,提高设计水平。运维平台的建设将会从业务管理、数据服务、养护决策等多方面、全方位地提高桥梁养护管理的数字化、信息化水平,对实现全面养护管理现代化具有重要的战略意义。

作者:苏交科集团股份有限公司 曹学勇、贲庆国、胡彦卿


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