BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用分析橋梁施工采用BIM技術(shù)的價(jià)值分析建筑信息模型(BIM)技術(shù)正在引發(fā)工程建設(shè)領(lǐng)域的一場(chǎng)徹底的技術(shù)變革，基于BIM技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)方可實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等，對(duì)施工方也可帶來(lái)極大的價(jià)值，具體主要體現(xiàn)在：對(duì)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙的復(fù)核由于用于施工的BIM模型是各專業(yè)的集成模型，各模型組裝在一起后就可以進(jìn)行不同專業(yè)模型之間的碰撞檢查，這樣就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)，施工方還可通過(guò)整體模型了解整個(gè)設(shè)計(jì)意圖，考慮施工的可行性，以便及時(shí)協(xié)調(diào)方案的修改，降低施工難度和成本。施工方案的可視化可以方便地將3D設(shè)計(jì)模型與施工計(jì)劃、材料成本等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成施工信息模型，該模型可以動(dòng)態(tài)地模擬施工過(guò)程，施工人員可以方便地從視覺(jué)上檢查施工方案的可行性、正確性，或者比較不同的施工計(jì)劃，優(yōu)化和選擇最佳施工方案以控制施工風(fēng)險(xiǎn)、降低施工成本。另外，施工模型還是各參與方交流的重要手段，通過(guò)模型演示施工流程，便于各參與方了解各階段的工作。為業(yè)主提供完整的竣工模型在施工階段中對(duì)設(shè)計(jì)模型不斷擴(kuò)充施工信息，如施工計(jì)劃、材料信息、供應(yīng)商信息等等，在施工完成后，還可對(duì)將竣工圖紙保存到BIM模型中，這就形成了業(yè)主真正需要的竣工模型，便于后續(xù)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作。BIM技術(shù)在施施工階段應(yīng)用用的難點(diǎn)分析析建立精確的、完完整的三維設(shè)設(shè)計(jì)模型，并并交付給施工工階段由于三維維設(shè)計(jì)是一個(gè)個(gè)集成化設(shè)計(jì)計(jì)，需要將各各專業(yè)或各分分包商的設(shè)計(jì)計(jì)模型組裝在在一起以形成成完整的設(shè)計(jì)計(jì)模型，因此此，既要考慮慮選擇適合各各專業(yè)設(shè)計(jì)要要求的三維設(shè)設(shè)計(jì)軟件，又又必須考慮個(gè)個(gè)專業(yè)軟件的的文件格式，各各專業(yè)完成的的子模型必須須格式一致或或數(shù)據(jù)兼容，這這樣才便于模模型的組裝。施工資料的管理理與使用施工項(xiàng)目目規(guī)模大，涉涉及到設(shè)計(jì)、監(jiān)監(jiān)理、施工、供供應(yīng)商、分包包商等眾多單單位，彼此之之間的信息溝溝通十分復(fù)雜雜，產(chǎn)生的文文件和數(shù)據(jù)數(shù)數(shù)量驚人，圖圖紙、說(shuō)明書書、報(bào)表、合合同、變更單單、施工計(jì)劃劃表等，包含含的信息量大大，如何高效效地傳遞并保保證權(quán)限受控控、版本一致致、歷史記錄錄有據(jù)可查，是是必須要解決決的問(wèn)題。參與方的協(xié)同工工作管理參與方眾多多，而且可能能工作地點(diǎn)不不同，既有內(nèi)內(nèi)業(yè)工作，也也有現(xiàn)場(chǎng)工作作，如何保證證在不同辦公公地點(diǎn)、不同同單位的所有有人員能夠協(xié)協(xié)同高效地工工作，并且基基于統(tǒng)一的BBIM模型，完完成整個(gè)施工工階段，形成成完整地竣工工BIM模型，這這種工作模式式的改變是采采用BIM技術(shù)施施工必須考慮慮的問(wèn)題。施工控制、監(jiān)測(cè)測(cè)橋梁施工工技術(shù)復(fù)雜，風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)大，既需需要考慮利用用BIM技術(shù)模模擬施工過(guò)程程和施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)，以降低施施工風(fēng)險(xiǎn)和成成本，也應(yīng)對(duì)對(duì)某些特定結(jié)結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工工中的問(wèn)題，并并利用BIMM模型進(jìn)行分分析，比較與與設(shè)計(jì)模型的的誤差，及時(shí)時(shí)調(diào)整構(gòu)件的的制造尺寸、施施工位移等。Bentleyy面向橋梁施施工領(lǐng)域的解解決方案Benttley面向向橋梁施工的的大致實(shí)施流流程如下：利用各類建模工工具重建橋梁梁的三維模型型；將各專業(yè)建立的的三維模型組組裝成i-mmodel格格式的總體模模型；利用ProjeectWisse管理施工工項(xiàng)目的所有有相關(guān)文檔和和模型；制訂施工計(jì)劃，利利用MicrroStattion等軟軟件對(duì)三維模模型按施工階階段進(jìn)行分割割；將分割后的模型型與相關(guān)的施施工信息進(jìn)行行關(guān)聯(lián)，形成成虛擬施工模模型；基于施工模型進(jìn)進(jìn)行施工模擬擬、施工分析析、施工管理理等。以下是Benttley面向向橋梁施工領(lǐng)領(lǐng)域解決方案案的總體構(gòu)架架圖：主要相關(guān)產(chǎn)品功功能如下：軟件名稱功能簡(jiǎn)介MicroSttationn(二維繪繪圖及三維信信息建模平臺(tái)臺(tái))世界一流的二維維/三維圖形形環(huán)境。PowerCiivil((道路橋隧三三維設(shè)計(jì)軟件件)支持路線、場(chǎng)地地、勘測(cè)、給給排水、橋梁梁、隧道等的的三維設(shè)計(jì)建建模軟件。ProConccrete((鋼筋混凝土土二三維詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)與出圖圖軟件)一款專業(yè)的鋼筋筋混凝土詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)和鋼筋筋表生成的二二維/三維軟件，為為鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)設(shè)計(jì)提供了一一種完全交互互式、參數(shù)化化的設(shè)計(jì)和數(shù)數(shù)量統(tǒng)計(jì)工具具。Prosteeel(鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件件)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)建模軟件BridgeMMasterr(橋梁設(shè)設(shè)計(jì)出圖軟件件)二維常規(guī)橋梁及及箱型橋梁設(shè)設(shè)計(jì)出圖軟件件，可輸出橋橋梁模型到PPowerCCivil以以自動(dòng)生成橋橋梁的三維模模型。ProjecttWise（工工程項(xiàng)目信息息管理及協(xié)同同設(shè)計(jì)平臺(tái)）BentleyyNaviigatorr三維協(xié)同設(shè)計(jì)瀏瀏覽、分析、模模擬工具，可可進(jìn)行三維模模型的交互式式瀏覽、跨專專業(yè)綜合碰撞撞檢查、進(jìn)度度模擬和安全全檢查模塊。BentleyyProjjectWiiseAppplicaationServeer協(xié)同管理環(huán)境，實(shí)實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)、跨跨地域的信息息與數(shù)據(jù)的共共享保障正確確的人在正確確的時(shí)間獲得得正確版本的的信息。BeentleyyProjjectWiise系列列產(chǎn)品的核心心模塊.它它和后端的數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連連接，負(fù)責(zé)處處理所有用戶戶的功能請(qǐng)求求。ProjecttWiseWebSServerrProjecttWiseWeb服服務(wù)器將整個(gè)個(gè)系統(tǒng)發(fā)布到到網(wǎng)絡(luò)上，使使用戶通過(guò)瀏瀏覽器就可以以訪問(wèn)系統(tǒng)。ProjecttWisePubliishinggServverProjecttWise發(fā)布服務(wù)器器能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)計(jì)文件（DGGN/DWGG）轉(zhuǎn)化為特特殊的格式發(fā)發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上上，使用戶可可以直接通過(guò)過(guò)瀏覽器進(jìn)行行查看，而不不需要安裝任任何專業(yè)軟件件。ProjecttWiseCachiingSeerverProjecttWise文件緩存服服務(wù)器用于滿滿足分布式文文件存儲(chǔ)的需需求。一般情情況下，文件件可以存儲(chǔ)在在ProjeectWisse集成服服務(wù)器上，當(dāng)當(dāng)需要提高文文件訪問(wèn)的性性能或者文件件需要存儲(chǔ)在在不同的地域域的時(shí)候，可可以使用PProjecctWisee文件緩存存服務(wù)器。ProjecttWisePasspportProjecttWise系系統(tǒng)管理員端端、Winddows客戶戶端、Webb客戶端訪問(wèn)問(wèn)ProjeectWisse數(shù)據(jù)時(shí)，首首先需要取得得ProjeectWisse客戶端訪訪問(wèn)許可權(quán)限限，即ProojectWWisePPasspoort。本項(xiàng)目BIM應(yīng)應(yīng)用核心問(wèn)題題的解決方法法橋梁BIM模型型的重建由于設(shè)計(jì)計(jì)階段沒(méi)有采采用BIM技術(shù)，設(shè)設(shè)計(jì)方不能提提供該橋的三三維模型。該該橋的結(jié)構(gòu)形形式較為復(fù)雜雜，主跨為鋼鋼箱梁?jiǎn)慰鐟覒宜鳂?，主塔塔為門式框架架結(jié)構(gòu)，引橋橋?yàn)檫B續(xù)箱梁梁和連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)，因此，本本橋?qū)⑹褂枚喽喾N工具軟件件來(lái)建立三維維模型。使用PowerrCivill作為模型的的總裝平臺(tái)PowwerCivvil是Bentlley土木行行業(yè)的BIMM平臺(tái)，利用用PowerrCivill可建立地面面數(shù)字模型、路路線三維模型型等，在PoowerCiivil中確確定個(gè)墩臺(tái)位位置等，其他他工具建立的的子模型將按按路線位置、墩墩臺(tái)位置組裝裝在一起，最最終形成完整整的由樁號(hào)高高程信息的橋橋梁三維模型型。使用MicrooStatiion建立主主跨模型MiccroStaation是是一個(gè)通用的的信息建模工工具，利用MMicroSStatioon可以創(chuàng)建建該橋特定結(jié)結(jié)構(gòu)的建模，如如主跨鋼箱梁梁、索結(jié)構(gòu)等等。以下是安徽省交交通規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)院利用MiicroSttationn完成的部分分箱梁模型和和圖紙。使用BridggeMastter建立連連續(xù)箱梁及連連續(xù)剛構(gòu)引橋橋模型利用BBridgeeMasteer可以很快快地在二維上上完成連續(xù)箱箱梁和連續(xù)剛剛構(gòu)的詳細(xì)設(shè)設(shè)計(jì)，并可直直接將設(shè)計(jì)模模型輸出到PPowerCCivil中中自動(dòng)生成橋橋梁構(gòu)造和鋼鋼束模型，如如下圖：使用Procooncrette建立三維維普通鋼筋模模型Procconcreete是一個(gè)個(gè)參數(shù)化的三三維配筋軟件件，可實(shí)現(xiàn)任任意混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的三維配配筋模型的建建立，并可做做碰撞檢查。5)利用Prossteel可可進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計(jì) Prostteel可以以完成鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的三維建模模、計(jì)算分析析和詳圖。 由于Benttley的這這些建模工具具全部生成的的是DGN模型文文件，所以模模型組裝和數(shù)數(shù)據(jù)互用不存存在問(wèn)題。施工資料的管理理本項(xiàng)目涉涉及的文件、圖圖紙、模型、說(shuō)說(shuō)明書、合同同、變更單、施施工進(jìn)度計(jì)劃劃等繁多，通通過(guò)ProjjectWiise可以保保證所有資料料分類管理、高高效傳遞、權(quán)權(quán)限受控、版版本一致、歷歷史記錄有據(jù)據(jù)可查。各類資料料還可以方便便地發(fā)布到WWeb端或移移動(dòng)設(shè)備端，便便于業(yè)主等相相關(guān)人員的查查看。在施工工現(xiàn)場(chǎng)也可方方便地通過(guò)移移動(dòng)設(shè)備查看看、查找相關(guān)關(guān)資料。參與方的協(xié)同工工作管理施工項(xiàng)目目涉及到業(yè)主主、設(shè)計(jì)方、監(jiān)監(jiān)理、供應(yīng)商商、分包商等等眾多單位，如如何讓項(xiàng)目信信息在各方準(zhǔn)準(zhǔn)確及時(shí)地傳傳遞，如何讓讓各方按照規(guī)規(guī)定的步驟、模模式去協(xié)同工工作，避免合合作上的問(wèn)題題，提高合作作效率，這是是項(xiàng)目實(shí)施過(guò)過(guò)程中必須考考慮的問(wèn)題。以以前的交流合合作主要基于于圖紙和相關(guān)關(guān)文件，而且且是相互之間間多對(duì)多的交交流配合方式式，采用BIIM技術(shù)后，各方方可以基于整整個(gè)項(xiàng)目的BBIM模型來(lái)來(lái)進(jìn)行溝通和和合作。PrrojecttWise為為參與方提供供了一個(gè)協(xié)同同平臺(tái)，其管管理的內(nèi)容核核心就是項(xiàng)目目的BIM模型，所所有參與方可可通過(guò)ProojectWWise共享享項(xiàng)目的BIIM模型，并并以此為中心心進(jìn)行溝通，從從而保證了信信息的一致性性、及時(shí)性、準(zhǔn)準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)工作的協(xié)同同，提升了工工作效率。碰撞檢查利利用Naviigatorr可以瀏覽整整個(gè)三維模型型，并可對(duì)各各子模型之間間進(jìn)行碰撞檢檢查，也可對(duì)對(duì)內(nèi)部的鋼筋筋、鋼束之間間進(jìn)行碰撞檢檢查。在施工工前通過(guò)碰撞撞檢查，可提提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)存在的問(wèn)題題。施工進(jìn)度模擬和和分析將構(gòu)建的的三維模型與與預(yù)定的施工工計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)進(jìn)行掛接，在在Naviggator中中就可以進(jìn)行行4D施工模擬擬，借此就可可以驗(yàn)證施工工進(jìn)度計(jì)劃的的可行性、分分析施工計(jì)劃劃進(jìn)度存在哪哪些問(wèn)題和矛矛盾，如果再再與材料成本本進(jìn)行連接，就就可以比較不不同施工方案案的費(fèi)用，從從而降低整個(gè)個(gè)施工成本。施工現(xiàn)場(chǎng)管理利用MiicroSttationn等軟件，可可以建立施工工現(xiàn)場(chǎng)的模型型，模擬工地地的現(xiàn)場(chǎng)情況況，規(guī)劃施工工設(shè)備的出入入場(chǎng)地方案。還還可對(duì)大型機(jī)機(jī)械運(yùn)行的空空間進(jìn)行分析析，以便確定定機(jī)械設(shè)備的的安全運(yùn)行空空間，避免施施工設(shè)備的相相互干擾。工程算量和成本本管理項(xiàng)目成本的的控制已成為為工程建設(shè)企企業(yè)迫切需要要解決的問(wèn)題題，傳統(tǒng)的技技術(shù)手段主要要依靠手工，根根據(jù)圖紙及相相關(guān)報(bào)表來(lái)大大致估算，由由于圖紙數(shù)量量巨大，相互互之間沒(méi)有詳詳細(xì)的關(guān)聯(lián)信信息，要精確確計(jì)算是不可可能的?；谟贐IM技術(shù)建建立整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)模型后，通通過(guò)模型的組組成構(gòu)件及其其詳細(xì)的工程程屬性，就可可以精確地計(jì)計(jì)算出設(shè)計(jì)模模型的工程數(shù)數(shù)量，結(jié)合定定額軟件，也也可計(jì)算出施施工階段的材材料實(shí)際消耗耗量。通過(guò)精精確算量，就就可以精確采采購(gòu)，限額領(lǐng)領(lǐng)料，從而降降低采購(gòu)成本本，避免不必必要的余量庫(kù)庫(kù)存。利用MicrooStatiion和PowerrCivill可以精確地地計(jì)算出構(gòu)件件的材料數(shù)量量、土石方量量等。施工控制和施工工監(jiān)測(cè)RMBriddge是世界界頂尖的橋梁梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分分析軟件，廣廣泛為世界各各國(guó)的橋梁設(shè)設(shè)計(jì)、咨詢、施施工及檢測(cè)加加固單位所使使用，其中使使用RM進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)施工比較著著名的懸索橋橋有：瑞士的的HogaKusteen橋（主跨跨1200mm）;挪威的Harrdangeer橋（主跨跨為13100m）；意大大利的默西拿拿跨海大橋（主主跨33000m）中國(guó)的的四渡河特大大橋(主跨為9000m)。結(jié)構(gòu)線線形控制、應(yīng)應(yīng)力控制和穩(wěn)穩(wěn)定性控制是是大型橋梁尤尤其是懸索橋橋施工控制和和檢測(cè)的重點(diǎn)點(diǎn)。RMBBridgee具有施工工控制模塊、風(fēng)風(fēng)力計(jì)算模塊塊和高效的幾幾何線形非線線性計(jì)算引擎擎，能夠充分分滿足大型橋橋梁的施工控控制和監(jiān)測(cè)任任務(wù)。在RMMBriddge的施施工控制模塊塊，能夠準(zhǔn)確確計(jì)算裝配順順序、設(shè)計(jì)荷荷載影響下結(jié)結(jié)構(gòu)的位移和和變形，主要要功能特點(diǎn)有有：a）當(dāng)前前階段的結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力和位移移是以上一階階段變形后為為計(jì)算起點(diǎn)，并并能對(duì)實(shí)際變變形的結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行大位移幾幾何非線性迭迭代分析，從從而能夠準(zhǔn)確確的連續(xù)監(jiān)控控和計(jì)算跟蹤蹤整個(gè)施工裝裝配過(guò)程；bb）可以將結(jié)結(jié)構(gòu)的