1、吴宏波 2016年 7月 2日 中交公路规划设计院有限公司 公路长大桥建设国家工程研究中心 D JBIM BIM U1 + 概 述 l 如何使 BIM技术在桥梁程中最化地体现价值nulln BIM的价值体现于在工程建设全生命期实现各方信息交流 n 根据需求 ， 利用 BIM技术提高设计 、 施工和运维管理效率与质量 BIM U1 + 1. 设计阶段 BIM技术应用 2. 施工阶段 BIM技术应用 3. 运维阶段 BIM技术应用 4. 软件及标准 5. 发展展望 提 纲 BIM U1 + 1. 设计阶段 BIM技术应用 l BIM协同设计nulln 通过 BIM协同设计系统 ， 将设计人员按专业
2、分工 ， 统一纳入系统进行协同设计 ， 可以提高设计信息流转效率 BIM U1 + l BIM协同设计nulln 协同设计系统管理整个设计流程 ， 并可与企业其他信息管理系统集成 ，形成设计企业信息化的构架 1. 设计阶段 BIM技术应用 BIM U1 + l 参数化建模nulln 实现常规标准化桥梁的参数化 ， 复杂特大桥梁主要构件的参数化 n 建立三维上 、 下部构件的标准化库 ， 如箱梁 、 墩身 、 基础等 。 根据原始基础资料及线路设计资料 ， 自动化 、 批量化完成全线桥梁的设计建模 1. 设计阶段 BIM技术应用 BIM U1 + l 参数化建模nulln 实现桥梁与线路 、 地
3、形 、 地质的关联化 ， 通过辅助软件保证设计变更的快速完成 ， 通过将模型和实际环境的融合实现设计方案比选 1. 设计阶段 BIM技术应用 BIM U1 + l BIM与计算分析软件结合nullBIM模型 整体 、 局部计算模型 分析软件计算 n 传统设计中 ， 图纸模型与计算模型相互割裂 n 研发参数化建模软件 ， 通过参数化建模的方式生成三维模型 ； 同时模型能导入分析软件进行分析计算 ， 实现高效的全桥设计和分析计算过程 n 将 BIM三维模型局部导入有限元计算软件计算 ， 通过计算结果修订三维模型 ， 从而实现建模和分析计算的高效统一 BIM模型与计算结合流程null1. 设计阶段
4、BIM技术应用 BIM U1 + q 分析功能nulln 车辆荷载模拟nulln 预应 、 收缩徐变模拟nulln 温度荷载分析nulln 施阶段非线性模拟nulln 成桥阶段非线性模拟nulln 连续梁 、 连续刚构计算nulln 斜拉桥内测中nulln 悬索桥内测中nullq 完成进度nulll 桥梁三维非线性数值分析软件OSIS null1. 设计阶段 BIM技术应用 n 自主开发可进行梁桥 、 斜拉桥 、 悬索桥各类桥型非线性分析的计算软件 BIM U1 + 建模效率高 ： 参数化建模 ， 真实高效模拟接头 、 GINA止水带等沉管隧道构件 计算精度高 ： 计算精度与国际商业有限元软件
5、一致 ， 且获国内外多家知名单位平行复核验证 在港珠澳大桥沉管隧道施工图设计和大连湾初步设计成功应用 技术特点应用 l 沉管隧道结构 -基础设计集成系统null1. 设计阶段 BIM技术应用 n 自主开发了国内首款沉管隧道专用综合分析软件 ， 解决了沉管隧道结构和基础计算难题 BIM U1 + 1. 设计阶段 BIM技术应用 2. 施工阶段 BIM技术应用 3. 运维阶段 BIM技术应用 4. 软件及标准 5. 发展思考 提 纲 BIM U1 + 2. 施工阶段 BIM技术应用 BIM技术在施工阶段的应用流程 钢梁制造 BIM U1 + n 钢构件制造体化（ 1/2） L BIM Dxf o
6、U 4Gd b %Zm 2. 施工阶段 BIM技术应用 l 制造与预拼装null 方式一 ： 在三维模型软件中导出二维图纸来供实际加工使用 方式二 ： 应用部分自动化的功能对三维模型进行辅助加工制造 ， 如Tekla Structures所具有的自动套料排版功能生成制造输出数据 方式三 ： 将三维模型以中间数据格式的方式同数控设备进行直接对接 ， 以自动化方式完成对零部件的精确制造 。 如 Tekla Structures的 .dstv格式就能够同 Ficep以及 HGG公司所生产的数控设备直接对接 BIM U1 + 港珠澳沉管隧道最终接头 tekla模型 2. 施工阶段 BIM技术应用 n
7、钢构件制造体化（ 2/2） BIM U1 + 2. 施工阶段 BIM技术应用 n 钢构件虚拟预拼装 构件制造完成后 ， 首先采用三维数字摄影等技术进行实体尺寸的扫描， 获取高精度高分辨率的数字模型 ， 制作模拟构件 。 然后通过仿真检测技术将模拟构件和 BIM标准模型进行复模 ， 找出偏差指导修正来辅助制造 BIM U1 + 2. 施工阶段 BIM技术应用 n 施艺模拟及辅助计算nulll 4D施过程模拟null 为关键施工步骤模拟提供可视化解决方案 ， 解决施工中存在的错漏碰； 为关键施工步骤模拟提供空间有限元计算几何模型 ， 保证施工安全性 BIM U1 + n 施艺模拟及辅助计算null
8、 BIM可视化交底可直观快速地表达施工步骤 。 通过 BIM技术结合施工作业指导书 、 施工模拟和现场标准视频进行 BIM可视化交底 ， 可大大减少误读 ， 避免质量问题 、 安全问题 ， 减少返工和整改 2. 施工阶段 BIM技术应用 BIM U1 + n 施进度管理null2. 施工阶段 BIM技术应用 将 BIM模型附加施工进度计划属性参数，形成 4D模型。直观展现计划建造过程，分析实际施工与进度计划的偏差，合理纠偏并调整进度计划，使管理者对变更方案带来的工程量及进度影响一目了然 BIM U1 + n 施质量管理null2. 施工阶段 BIM技术应用 三维模型中附加构件质检要求，验收时通
9、过 App直观查询构件质检要求，并录入质量信息，并传入系统进行统一管理 n 施质量复核null 利用三维扫描仪对构筑物进行三维扫描获得目标物点云数据，通过三维模型与点云模型进行对比和可进行外观质量复核。利用探伤仪获得目标物内部缺陷，进行构件质量复核 BIM U1 + 设计模型 null分析模型 null计算结果 null模型 整合 主桥监控 null临设结构应监控null监控数据集成 沉降数据 null形变数据 null挠度数据 null支反数据null量测数据集成 综合分析 null安全预警null安全分析预警 n 施安全监控与分析null2. 施工阶段 BIM技术应用 将施工过程中的结构变
10、形和受力监测数据与理论分析结果进行对比，并进行安全预警，形象展示预警位置，提供解决问题的可能技术方案 BIM U1 + n 5D程算量null2. 施工阶段 BIM技术应用 l 5D资源管理null 自动计算整个工程、任意 WBS节点在任意时间范围的工程量以及累计工程量；自动计算指定时间段内相应的人力、材料的计划用量和实际消耗量；预测指定日期的资源消耗量，并以此为依据指导采购 BIM U1 + n 计量支付 null2. 施工阶段 BIM技术应用 基于施工 BIM模型进行计量，保证项目、数量、进度、细目等的准确性；自动生成验收申请报告，并附带相关信息；自动生成计量支付申请报告；动态显示项目的计
11、量支付状态 BIM U1 + n 竣数字化交付nulll 精确模型移交null 在施工结束后，将形成一个真实反映建筑物实际情况的竣工模型和包含质量、物资、设备、文档等多重信息的数据库，这些将同样作为施工成果，形成竣工档案，并移交到运维阶段 2. 施工阶段 BIM技术应用 BIM U1 + 1. 设计阶段 BIM技术应用 2. 施工阶段 BIM技术应用 3. 运维阶段 BIM技术应用 4. 软件及标准 5. 发展展望 提 纲 BIM U1 + n 建立 基于 BIM技术的桥梁管养一体化平台 ， 解决全寿命周期的可视化信息共享 ，实现桥梁精细化 、 动态化管理 n 坚持以“ 全寿命周期内的监管养护
12、 ” 为目标 ， 通过数字化养护 ， 建立桥梁全寿命期的数字化 、 信息化档案 n 及时“ 感知桥梁 ” ， 在结构危险萌芽阶段发出预警 桥梁建养一体化平台 l 桥梁 BIM建养体化云平台null3. 运维阶段 BIM技术应用 BIM U1 + n 桥梁感知系统 ： 通过检测系统获得桥梁结构的动态响应及环境等数据信息 n 数据传输系统 ： 通过高效数据访问通道 ， 实现数据于广域网中的安全传输 n 中央大数据存储系统 ： 实现桥梁群现场感知信息的中央云存储 n 虚拟镜像还原系统 ： 将各座桥梁现场服务器环境虚拟化还原到数据中心 ， 实现在国家工程中心近端集中管理分析远程数据的需求 l 桥梁 B
13、IM建养体化云平台null桥梁现场感知及传输系统 中央大数据存储系统 专网 无线网络 现场虚拟镜像还原系统 3. 运维阶段 BIM技术应用 BIM U1 + 监控大厅 云数据中心 决策室 桥梁远程安全监控 桥梁综合分析评估 特殊事件应急监管 监测数据管理 桥梁国家工程研究中心 l 桥梁 BIM建养体化云平台 ： 桥梁国家程研究中实施示范null3. 运维阶段 BIM技术应用 BIM U1 + n 将桥梁关键构件的建设期安全监控信息与运营期养护管理信息相结合 ， 形成桥梁一体化监管 ， 实现桥梁全寿命周期内各种数据分析 、 管理 、 共享和信息融合 l 桥梁 BIM管养系统研发 null桥梁数字
14、建模 施工模拟 桥梁数字建模 施工期 施工模拟 施工期安全数据信息管理 养护期 数字化巡检养护 养护期 远程健康监测 桥梁管养决策 3. 运维阶段 BIM技术应用 BIM U1 + 桥梁数字建模 施工期 施工模拟 施工期安全数据信息管理 养护期 数字化巡检养护 养护期 远程健康监测 桥梁管养决策 远程健康监测 施工期信息管理 3. 运维阶段 BIM技术应用 l 桥梁 BIM管养系统研发 nullBIM U1 + 桥梁数字建模 施工期 施工模拟 施工期安全数据信息管理 养护期 数字化巡检养护 养护期 远程健康监测 桥梁管养决策 数字化巡检养护 桥梁管养决策 3. 运维阶段 BIM技术应用 l 桥梁 BIM管养系统研发 null
