水運(yùn)船閘工程BIM技術(shù)全生命運(yùn)用案例

上海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心開發(fā)有限公司

2014-06

BIM在水運(yùn)工程中的應(yīng)用申報(bào)獎(jiǎng)項(xiàng)最佳拓展應(yīng)用獎(jiǎng)最佳普及應(yīng)用獎(jiǎng)上海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心開發(fā)有限公司西船閘的整體尺寸45.5m×42.5m，凈尺寸29.0×15.0×2.7m：閘室有效長(zhǎng)度×寬度×檻上水深（-1.8m檻上標(biāo)高~+0.9m設(shè)計(jì)低水位），5.2m常態(tài)水位閘室水體積3227m3，底面凈尺寸461m2船閘工程主要有以下五大部分組成：內(nèi)閘首，外閘首閘室輸水廊道排水泵室，排水室活動(dòng)橋1.概況1.1工程概況規(guī)劃BIM在項(xiàng)目全生命周期中的應(yīng)用設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)BIM建模場(chǎng)地分析建筑策劃方案論證可視化設(shè)計(jì)協(xié)同設(shè)計(jì)性能化分析工程量統(tǒng)計(jì)管線綜合施工進(jìn)度模擬施工組織模擬數(shù)字化建造施工現(xiàn)場(chǎng)配合竣工模型交付維護(hù)計(jì)劃資產(chǎn)管理空間管理建筑系統(tǒng)分析災(zāi)害應(yīng)急模擬1.概況5規(guī)劃BIM在西船閘工程中的應(yīng)用點(diǎn)設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)BIM建模場(chǎng)地分析建筑策劃方案論證可視化設(shè)計(jì)協(xié)同設(shè)計(jì)性能化分析工程量統(tǒng)計(jì)管線綜合施工進(jìn)度模擬施工組織模擬數(shù)字化建造施工現(xiàn)場(chǎng)配合竣工模型交付維護(hù)計(jì)劃資產(chǎn)管理空間管理建筑系統(tǒng)分析災(zāi)害應(yīng)急模擬1.概況2.西船閘運(yùn)用BIM的目的和重要意義船閘的內(nèi)部空間極其復(fù)雜：是多專業(yè)交叉的，各種“管、線、溝、廊”交錯(cuò)布置的異形空間結(jié)構(gòu)參建各單位只通過2D圖紙很難讀懂圖紙、無法建立船閘內(nèi)部準(zhǔn)確的空間和系統(tǒng)概念各專業(yè)設(shè)計(jì)人員通過BIM模型進(jìn)行整合，找出設(shè)計(jì)中的“錯(cuò)、漏、碰、缺”，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案施工總承包單位快速、有效、準(zhǔn)確地讀懂各專業(yè)、各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙，便于審圖、技術(shù)交底、討論施組中的總體方案，工序和工藝的各個(gè)細(xì)節(jié)2.1西船閘運(yùn)用BIM的目的提高工程質(zhì)量和管理效率是工程建設(shè)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而BIM技術(shù)中的“信息化”，“系統(tǒng)化，”“精益化”可以符合這一要求船閘建設(shè)的工期短，精度和管理要求高，并且參與單位眾多，信息傳遞的流程長(zhǎng)，時(shí)間長(zhǎng)，從而造成信息的丟失，通過BIM將各階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，使各方都能及時(shí)地獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)和管理的目的生產(chǎn)過程中積累的數(shù)據(jù)為以后船閘的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段打下基礎(chǔ)，方便后期維護(hù)，有效延長(zhǎng)船閘的使用壽命，降低成本2.西船閘運(yùn)用BIM的目的和重要意義BIM在國(guó)內(nèi)水運(yùn)工程建設(shè)的第一次運(yùn)用；提高設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維管理水平；是水工建設(shè)管理的一次革命！力求突破現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)BIM發(fā)展的瓶頸，讓BIM的核心理念和技術(shù)在水工領(lǐng)域深入地應(yīng)用，體現(xiàn)BIM技術(shù)的真正價(jià)值依據(jù)BIM技術(shù)和管理理念，以信息化為核心，打造系統(tǒng)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)精益化管理，綜合實(shí)現(xiàn)集團(tuán)的“三化”（信息化、系統(tǒng)化、精益化）建設(shè)目標(biāo)為提高集團(tuán)公司在游艇碼頭自動(dòng)化管理中積累實(shí)際運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)2.2西船閘運(yùn)用BIM的重要意義2.西船閘運(yùn)用BIM的目的和重要意義業(yè)主方編制了基于BIM技術(shù)的工作平臺(tái)規(guī)范和流程成立BIM工作團(tuán)隊(duì)（業(yè)主，設(shè)計(jì)，監(jiān)理，施工總承包，分供商，專業(yè)施工單位），確立工作流程3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況

3.1西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)施策略BIM專業(yè)工作團(tuán)隊(duì)業(yè)主BIM管理團(tuán)隊(duì)設(shè)

計(jì)

院施工單位監(jiān)理單位設(shè)備供應(yīng)商其他合作方外部咨詢?nèi)藛T前期報(bào)審階段設(shè)計(jì)階段施工管理階段工可報(bào)審擴(kuò)初批復(fù)各專業(yè)協(xié)調(diào)管線綜合三維打印模型設(shè)計(jì)交底工程量統(tǒng)計(jì)施工方案模擬模版加工復(fù)核埋件驗(yàn)收系統(tǒng)BIM建筑信息模型沉浸式漫游設(shè)計(jì)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理階段設(shè)備電子檔案碼頭自動(dòng)化管理平臺(tái)BIM工作團(tuán)隊(duì)分析西船閘工程建設(shè)中碰到的實(shí)際問題；制定BIM技術(shù)應(yīng)用的階段和內(nèi)容3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況3.2建立西船閘數(shù)字模模型請(qǐng)?jiān)诖朔胖媚奈奈淖?3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況直觀、系統(tǒng)、準(zhǔn)確確地表達(dá)整個(gè)船閘閘各專業(yè)（液壓、、自控、電氣等））復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)統(tǒng)3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況通過BIM模型快速生成西船船閘整理和布局渲渲染效果圖3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況3.3前期報(bào)審階段工可報(bào)審整體方案演示水循環(huán)方案演示機(jī)電方案演示擴(kuò)初批復(fù)設(shè)計(jì)方案可視化展展示方案關(guān)鍵內(nèi)容模擬擬分析方案數(shù)據(jù)報(bào)表通過BIM模型輔助表達(dá)輸水水廊道設(shè)計(jì)理念，，使得報(bào)審材料直直觀化，便于各方方溝通協(xié)調(diào)3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況內(nèi)外閘門檢修三維維模擬動(dòng)畫游艇進(jìn)出港三維模模擬動(dòng)畫3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況3.4設(shè)計(jì)階段各專業(yè)協(xié)調(diào)和優(yōu)化化設(shè)計(jì)根據(jù)BIM建模中碰到的CAD圖紙問題通過BIM工作聯(lián)系單反饋給設(shè)計(jì)，協(xié)助助設(shè)計(jì)處理問題,一共24份3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況根據(jù)BIM工作聯(lián)系單整理出出圖文分析報(bào)告一份份圖面分析報(bào)告總圖水工金結(jié)電氣給排水缺失機(jī)電設(shè)備清單單各專業(yè)協(xié)調(diào)和優(yōu)化化設(shè)計(jì)3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況在標(biāo)高7.1米處液壓管線與給給排水管線碰撞。。解決方案，給排排水管線貼管線溝溝槽底，液壓管線線稍上調(diào)。修改前修改后液壓管線排水管線管線綜合3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況BIM模型與計(jì)算機(jī)仿真真技術(shù)相結(jié)合，提提供了一個(gè)互動(dòng)的的虛擬仿真場(chǎng)景，，讓項(xiàng)目各參與方方直觀地了解船閘閘內(nèi)部整體和局部部構(gòu)造。主廊道、排水泵室室內(nèi)部構(gòu)造主廊道排水室沉浸式漫游3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況實(shí)現(xiàn)對(duì)西船閘BIM模型任意角度刨切（X軸，Y軸，Z軸，折線剖），便便于項(xiàng)目參與方理理解船閘內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)折線剖輔助設(shè)計(jì)交底3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況基于3D打印技術(shù)的船閘模模型國(guó)內(nèi)水工船閘第一個(gè)基于零件打印拼裝裝的3D實(shí)體模型，使用光光敏樹脂作為原材材料材料、1：100，精度為0.1mm，可拆卸，共可拆拆分為六大塊三十十小塊。3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況3.5施工管理階段工程量統(tǒng)計(jì)西船閘預(yù)埋件和預(yù)留孔洞統(tǒng)計(jì)列表3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況工程量統(tǒng)計(jì)3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況模擬原因：檢驗(yàn)施工工序是否否合理操作空間砼分層澆筑與泵安安裝之間的先后矛矛盾關(guān)系發(fā)現(xiàn)問題和解決方方案：局部模版安裝和拆拆卸空間尺寸不夠夠，需調(diào)整導(dǎo)流板板的結(jié)構(gòu)尺寸和施施工工藝重點(diǎn)工藝---排水泵室施工工藝藝及工序模擬3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況重點(diǎn)工藝---排水泵室施工工藝藝及工序模擬3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況前端輸水廊道、主主廊道、橫支廊道道、排水泵室等復(fù)復(fù)雜異型空間的模板工藝設(shè)計(jì)和校校核。難點(diǎn)是空間結(jié)構(gòu)構(gòu)最復(fù)雜的前端輸輸水廊道3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況復(fù)雜多曲面異形模模板的設(shè)計(jì)安裝前端輸水廊道特點(diǎn)點(diǎn)異型多曲面吊裝困難，操作空空間狹小，精度要要求高，施工難度度大3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況設(shè)計(jì)安裝流程：異異型多曲面輸水廊廊道設(shè)計(jì)意圖展示示、校對(duì)加工工藝方案對(duì)比比選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)輔助模板設(shè)計(jì)校核模板設(shè)計(jì)模板安裝和拆模模模擬分析目標(biāo)：通過BIM精準(zhǔn)無誤的表達(dá)、、生成、模擬、計(jì)計(jì)算，提高工程建建造的準(zhǔn)確度、減減少工程建設(shè)的成成本。第一步：展示、校對(duì)3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況29第二步：加工工藝方案對(duì)比比選擇方案一：BIM（Revit+Rhino+Tekla）+數(shù)控機(jī)床選用滬東船閘為模模板加工廠家，技技術(shù)可行，但經(jīng)濟(jì)濟(jì)性太差，且吊裝裝困難。采用6mm鋼板，僅鋼板重量量14.238T。算上支撐體系，，分八塊單片吊裝裝困難方案二：BIM（Revit+Rhino）+可拆卸鋼模板技術(shù)術(shù)技術(shù)成熟可靠，經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理，工期可可控模板可拆卸，東船船閘工程可重復(fù)利利用有兩處曲面擬合過過于復(fù)雜，需要設(shè)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化調(diào)整整通過技術(shù)和實(shí)施可可行性比較，最終終選定方案二為前端輸水廊道加工工工藝方案3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況30第三步：優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)，以不影響水力力條件和規(guī)范要求求為前提。優(yōu)化船閘輸水系統(tǒng)統(tǒng)中的前段輸水廊廊道輪廓，將原設(shè)設(shè)計(jì)中的圓弧倒角角均改為200X200直倒角3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況31第四步：輔助模板板設(shè)計(jì)輔助模板設(shè)計(jì)，復(fù)復(fù)核模板專項(xiàng)施工工方案。目的：制作方便、吊裝方方便、安裝準(zhǔn)確3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況第五步：校核模板板設(shè)計(jì)3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況第六步：模板安裝裝和拆模模擬分析析3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況應(yīng)用成果順利、提前、高質(zhì)質(zhì)量地完成西船閘閘輸水系統(tǒng)的安裝裝施工前端廊道鋼模板可可重復(fù)利用在東船船閘建設(shè)中，經(jīng)濟(jì)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)可觀場(chǎng)地施工模擬，塔塔吊作業(yè)工效及作作業(yè)半徑3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況預(yù)埋件（孔洞）驗(yàn)驗(yàn)收管理信息系統(tǒng)統(tǒng)預(yù)埋件、預(yù)留孔洞洞驗(yàn)收管理信息系系統(tǒng)-PPIM（PortPrecasting-UnitsInspectionModeling）預(yù)埋件模型預(yù)留孔洞模型3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況功能點(diǎn)一：預(yù)埋件件（孔洞）列表可以展示預(yù)埋件屬屬性，圖片，分類類，狀態(tài)等。同時(shí)時(shí)，對(duì)預(yù)埋件按照照安裝部位，種類類，專業(yè)，狀態(tài)等等多個(gè)維度進(jìn)行分分組，方便用戶查查看，選取3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況功能點(diǎn)二：預(yù)埋件件（孔洞）進(jìn)度管管理系統(tǒng)通過管理預(yù)埋埋件的狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)計(jì)得出預(yù)埋件在各各種條件下的進(jìn)度度情況，來做進(jìn)度度管理3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況功能點(diǎn)三：規(guī)范報(bào)報(bào)表生成系統(tǒng)以規(guī)范為基礎(chǔ)礎(chǔ)，并擴(kuò)展規(guī)范，，形成各種報(bào)表，，由項(xiàng)目參與人員員填寫，并對(duì)報(bào)表表進(jìn)行歸檔。3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況功能點(diǎn)四：移動(dòng)（（iPad)驗(yàn)收方式實(shí)現(xiàn)預(yù)埋件和預(yù)留留孔洞移動(dòng)驗(yàn)收方方式（iPad），并與埋件二維維碼技術(shù)相結(jié)合，，提高工作精度和和效率3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況況項(xiàng)目各方整體流程程圖：實(shí)際應(yīng)用價(jià)值：優(yōu)化了原有水工預(yù)預(yù)埋件、預(yù)留孔洞洞的驗(yàn)收流程及方方法，提高了埋件件埋設(shè)的精確度，，減少返工現(xiàn)象，，確保船閘正常運(yùn)運(yùn)行的大型設(shè)備的的安裝精度，也為為后期船閘運(yùn)維管管理提供原始數(shù)據(jù)據(jù)的積累。3.西船閘BIM項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情情況4.BIM輔助項(xiàng)目科研工作4.1閘室頂支出水孔孔水力條件數(shù)模模分析與天科院合作，，實(shí)現(xiàn)BIM模型和數(shù)模共享享-《264個(gè)頂支出水孔出出水的水力條件件數(shù)模分析》提供科研單位基基礎(chǔ)數(shù)字模型配合科研單位開開展科研工作根據(jù)修改意見配配合出設(shè)計(jì)修改改4.2實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)和排水泵室室的空間水力模模型優(yōu)化模擬BIM模型輔助”格蘭富（韓國(guó)））”進(jìn)行排水泵室優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果：：取消導(dǎo)流墩臺(tái)延長(zhǎng)導(dǎo)流板改弧形角為直線線角取得的效果：使泵的工作效率率提升，防止發(fā)發(fā)生“氣蝕”現(xiàn)現(xiàn)象BIM支撐作用：BIM提供三維模型和和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息息輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改與與交底，優(yōu)化空空間布局