大跨度懸索橋BIM應(yīng)用技術(shù)的研究

大跨度懸索橋全生命周期BIM應(yīng)用技術(shù)的研究

研究背景

研究內(nèi)容

研究價值分析

已有技術(shù)基礎(chǔ)

研究的關(guān)鍵技術(shù)

項目實施方式

項目成果及分配主要內(nèi)容BIM技術(shù)已成為工程行業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展趨勢；BIM技術(shù)面向工程全生命周期，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展；BIM給設(shè)計、施工、運維各階段帶來價值；讓BIM技術(shù)落地，解決實際工程中的難點，在實際工程中體現(xiàn)價值。研究背景–軟件技術(shù)的發(fā)展CAD設(shè)計效率BIM設(shè)計質(zhì)量全生命周期可持續(xù)發(fā)展綠色交通軟件技術(shù)工程需求甩圖板信息建模第一次革命第二次革命懸索橋已成為大跨度橋梁的主要選擇；美觀、經(jīng)濟性、安全性是懸索橋要重點考慮的因素；造型要求及繁多的構(gòu)件是設(shè)計的難點之一；結(jié)構(gòu)分析尤其是施工階段的結(jié)構(gòu)分析及施工控制是技術(shù)難點；健康監(jiān)測、科學(xué)養(yǎng)護、提高可靠性、延長使用壽命，要在建設(shè)階段做起，實現(xiàn)全生命周期管理。研究背景–工程應(yīng)用需求

參數(shù)化構(gòu)件庫的建立

用戶自定義的組件裝配基于設(shè)計向?qū)У膽宜鳂蛉珮蜃詣咏＝换ナ健㈥P(guān)聯(lián)式設(shè)計調(diào)整和變更

二維詳圖的生成研究內(nèi)容一：基于參數(shù)化、關(guān)聯(lián)化的設(shè)計模型建立與構(gòu)造模型相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出到結(jié)構(gòu)分析軟件中進行結(jié)構(gòu)計算研究內(nèi)容二：與構(gòu)造模型關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)建模及結(jié)構(gòu)分析研究內(nèi)容三：基于BIM的懸索橋施工及制造技術(shù)研究

基于設(shè)計模型的施工模型自動生成基于BIM模型的工程算量及造價分析

施工組織計劃及進度模擬施工方案比選

施工控制：主纜的施工控制加勁梁的施工控制鋼結(jié)構(gòu)的放樣下料鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)控切割研究內(nèi)容四：設(shè)計制造施工協(xié)同技術(shù)的研究

基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部與外部協(xié)同

設(shè)計、施工、制造BIM模型的共享和傳遞內(nèi)業(yè)、外業(yè)及異地的協(xié)同

基于協(xié)同的設(shè)計變更管理

基于協(xié)同的制造、施工管理工程內(nèi)容靈活發(fā)布智能共享動態(tài)審查施工方和投資方審查者經(jīng)濟性評價環(huán)境影響評價安全性評價行車舒適性評價研究內(nèi)容五：基于BIM的懸索橋設(shè)計施工評價技術(shù)從建設(shè)階段到運營階段的數(shù)字化移交懸索橋可視化資產(chǎn)模型（運營模型）的建立與管理監(jiān)測/檢測數(shù)據(jù)的采集與管理檢測/檢測數(shù)據(jù)分析

養(yǎng)護/維修的決策與實施研究內(nèi)容六：基于BIM模型的懸索橋健康監(jiān)測實時三維可視化設(shè)計，易于提升設(shè)計質(zhì)量、及時溝通和檢查設(shè)計方案，減少設(shè)計錯誤，降低設(shè)計成本；基于參數(shù)化的設(shè)計模型，可實時精確計算工程量，比較和優(yōu)化設(shè)計方案，降低工程造價；基于BIM的施工組織計劃，可方便地設(shè)計和調(diào)整施工方案，檢查施工狀態(tài)與設(shè)計的偏差，實現(xiàn)施工控制，降低施工成本；

基于可視化的具有完整信息的橋梁模型，可及時獲取各構(gòu)件的健康狀態(tài)，保證結(jié)構(gòu)的可靠性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低維修成本。研究價值–經(jīng)濟效益基于BIM的懸索橋設(shè)計、制造、施工、運維管理集成化的軟件系統(tǒng)在國內(nèi)外還是空白，軟件系統(tǒng)的推廣必將大幅提高懸索橋的設(shè)計效率、施工質(zhì)量，提高懸索橋的安全性、可靠性，降低運營成本，為懸索橋的應(yīng)用推廣提供高價值的工具；優(yōu)秀的軟件系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的研究，必將進一步提升懸索橋的設(shè)計水平、施工水平和管理水平，懸索橋建設(shè)管理水平的提高，不僅可提升我國的橋梁建設(shè)水平，還可帶來極大的社會效益。研究價值–

社會效益數(shù)字地面模型–橋梁所在地形建模內(nèi)嵌MicroStation

–構(gòu)件建模及渲染、動畫等道路設(shè)計–

橋梁位置確定場地設(shè)計–施工場地設(shè)計已有技術(shù)基礎(chǔ)–土木BIM平臺PowerCivil優(yōu)秀的信息建模平臺幾何建模+

ECFrameWork標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型載體i-Model兼容revit等支持移動設(shè)備完全的數(shù)據(jù)互用：DGN格式，直接互用處理大數(shù)據(jù)能力強，支持大模型集成面向工程的應(yīng)用：GIS/2D/3D/點云/渲染/…專業(yè)應(yīng)用內(nèi)嵌MicroStation已有技術(shù)基礎(chǔ)–信息建模平臺MicroStation已有技術(shù)基礎(chǔ)–

橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件RMBridge

適用于任何分析方式施工階段模擬。線性動力學(xué)。成橋階段非線性模擬。施工階段非線性模擬。材料非線性。非線性動力任何非線性問題P-delta效應(yīng)。垂度效應(yīng)。大變形。非線性時程。開裂混凝土ProSteel能夠幫助結(jié)構(gòu)工程師、詳圖繪制人員和制造商輕松創(chuàng)建混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)三維模型。ProSteel還可以自動創(chuàng)建圖檔和詳圖。開放的工作環(huán)境和編程接口支持程序的標(biāo)準(zhǔn)化。

已有技術(shù)基礎(chǔ)–

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件Prosteel廣泛的適用于各類商業(yè)區(qū)域及工廠區(qū)域設(shè)計、水利工程設(shè)計、城市規(guī)劃、小區(qū)設(shè)計、停車場、高爾夫球場以及垃圾填埋場的設(shè)計等功能強大的場地模型工具對設(shè)計進行可視化的編輯。土石方開挖回填工程量計算。各種分析工具:主題圖、水保排水(包括了流域分析、滯洪池高設(shè)計、水流路徑線)、坡谷、地形漫游等。已有技術(shù)基礎(chǔ)–場地設(shè)計GEOPAK

Navigator–動態(tài)漫游、渲染、碰撞檢查、進度模擬、動畫展示

ProjectWise

–文檔、模型、施工資料管理，施工包制作，施工組織計劃

ConstructSim–施工組織計劃模擬已有技術(shù)基礎(chǔ)–施工模擬及施工管理是唯一一款專門針對基礎(chǔ)設(shè)施項目的建造、工程、施工和運營(AECO)進行設(shè)計和建造開發(fā)的項目協(xié)同工作和工程信息管理

軟件。已有技術(shù)基礎(chǔ)–工程內(nèi)容管理及協(xié)同平臺ProjectWise四要素人信息流程工作環(huán)境已有技術(shù)基礎(chǔ)––橋梁資產(chǎn)管理及運維管理PONTIS美國聯(lián)邦公路管理局FHWA(TheFederalHighwayAdministration)與Bentley聯(lián)合開發(fā)的PONTIS橋梁管理系統(tǒng)，是目前世界上最先進的橋梁管理系統(tǒng)，它被美國80%的州和其它許多國家或地區(qū)所采用，已成為橋梁管理系統(tǒng)的典范；PONTIS在開發(fā)時便針對構(gòu)件的材料與型式收集各種構(gòu)件類別并建立構(gòu)件數(shù)據(jù)庫，為構(gòu)件選項及描述提供參考；考慮到橋梁構(gòu)件劣化狀態(tài)的認定較易受個人主觀因素的影響，因此特別強調(diào)每一種構(gòu)件狀態(tài)的明確定義，并于系統(tǒng)中建立具體且詳細的描述，供檢測人員作為識別的參考；PONTIS能夠基于最小生命周期費用在網(wǎng)絡(luò)級水平選擇最優(yōu)策略，它通過投資利潤分析為每一個結(jié)構(gòu)推薦養(yǎng)護方案；PONTIS的顯著特點在于它對橋梁構(gòu)件狀態(tài)的統(tǒng)計方法，橋梁的每一個構(gòu)件都從單個的橋梁中分開，被認為是構(gòu)件族的一部分，它采用Markov(馬爾可夫）鏈的簡單形式來模擬退化進程，采用概率論模擬各個構(gòu)件狀態(tài)評估的變化；PONTIS不單是是一個計算機應(yīng)用軟件，它還構(gòu)成了一個管理組織框架，能夠幫助橋梁管理者從獲取和處理海量原始安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的繁重工作中解放出來，將主要的精力放在研究優(yōu)化橋梁網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟效率的方法上，它為養(yǎng)護、加固和更新等工作時機的選擇決策提供客觀的方法。懸索橋的三維參數(shù)化建模；結(jié)構(gòu)模型與構(gòu)造模型的關(guān)聯(lián)建立與修改；從三維設(shè)計模型自動生成二維詳圖；具有完整信息的設(shè)計BIM模型。關(guān)鍵技術(shù)–懸索橋設(shè)計計算出圖一體化技術(shù)從設(shè)計模型到施工模型的創(chuàng)建；

基于BIM的工程造價分析；4D/5D施工組織計劃及模擬分析；施工狀態(tài)分析及施工控制；施工方案的評估及優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)-懸索橋施工方案設(shè)計及控制技術(shù)各階段模型具備完整工程特征；設(shè)計特征滿足定額計算編碼要求，實現(xiàn)設(shè)計模型與工程造價軟件連接，快速完成工程造價分析；設(shè)計模型滿足施工階段的要求，方便形成4D/5D施工模型，實現(xiàn)施工組織計劃模擬；建