BIM技术在铁路客运专线施工中的应用.ppt

BuildingInformationModeling,建筑信息模型,BIM技术在客运专线施工中的应用,BIM技术在客运专线施工中的应用,中铁三局集团有限公司运输工程分公司,BuildingInformationModeling,2014年11月南宁,1,2,3,4,5,目录Contents,1,2,3,4,背景介绍,5,公司简介,中国中铁三局集团有限公司运输工程分公司的是一个集铁路运营和工程施工于一体的专业化公司。工程产业在“运输、工程双轮驱动”战略指引下，先后参与了京九、黔桂、神朔、准池等三十余条国家重点铁路工程和地方专用铁路的建设；参与了京沪、武广、石太、广珠、大西、宝兰等十余条高速铁路和客运专线的建设；公司在高铁、房建、钢结构、高速公路等施工领域积累了丰富的经验，年施工产值达到20亿元。深厚的企业文化、前瞻的发展理念、优秀的员工团队，不断引领和推动公司在激烈的市场竞争中做优做强。公司先后荣获“中央企业先进集体”、“全国企业文化建设百佳单位”、“山西省模范集体”、“山西省安全文化建设示范企业”、“山西省守合同重信用企业”等多项殊荣。,项目工程概况,新建宝鸡至兰州铁路客运专线BLTJ-5标段，线路长度10.628公里，起讫里程为IIDK784+313DK794+940.2，标段内特大桥2座，合计9935.1米，占线路全长93%。预制架设梁254孔，48m节段预制拼装梁32孔，40+56+40连续梁1联。,48m节段梁采用分段预制，造桥机现浇湿接缝方法施工，箱梁共有11个节段，标准段7段，梁两侧各设有1节渐变段和1节端部段。,BIM技术作为2011年建筑业十项新技术之一，被列为“十二五”建筑业信息化发展的总体目标和重要的任务之一。到2020年铁路营业里程达到12万km以上,复线率和电化率分别达到50%和60%以上。所以，当前和今后较长一段时间内铁路建设都将处于一个高峰期。近些年国家对绿色施工大力倡导，提出了精细化管理的需求，项目本身的工程工期需求，成本控制需求，无不需要在行业内出现一种新技术来进行革命。鉴于目前形势和BIM技术的优势，中国中铁股份有限公司也在大力推广BIM技术应用。,建筑业十项新技术之一,行业内趋势,内部需求1、项目管理需要2、技术管理水平需要；3、工期的压力；4、精细化管理的需要；,BIM技术的优势：1、三维可视化；2、动态漫游；3、虚拟施工；4、碰撞检测；5、工程量计算；6、协同管理；,外部的动力1、政府的推进；2、业主的要求；3、同行们在前进；,内部需求1、项目管理需要2、技术管理水平需要；3、工期的压力；4、精细化管理的需要；,BIM技术的优势：1、三维可视化；2、动态漫游；3、虚拟施工；4、碰撞检查；5、工程量计算；6、协同管理。,外部的动力1、政府的推进；2、业主的要求；3、同行们在前进。,公司采用BIM技术的原因,1、施工经验不足的需要。48m节段拼装梁是我公司第一次接触，公司没有以往的经验积累，也没有经历过节段梁施工的技术人员；项目上技术人员普遍年轻，施工经验不足，根据收集到的节段拼装梁施工资料，还不能对整个施工过程形成一个清晰的概念，急需找到一种新的技术来弥补欠缺的施工经验、方法工艺等。通过引用BIM利用三维可视化交底、4D施工模拟等，对节段梁的复杂节点进行可视化交底，施工工艺的模拟让技术人员提前了解施工工艺,弥补施工经验不足。,2、精细化管理的需要。采用BIM精确控制材料用量、成本、工期等，为企业项目精细化、透明化管理提供技术及数据支撑。,本项目内部采用BIM技术的原因,3、提高施工质量的需要。现场采用施工图片时时上传BE客户端，对现场的施工质量时时把控，并且利用可视化、碰撞检查等提高施工质量。,4、协同工作的需要。通过BIM技术为公司的各部门之间协同工作，信息传递快捷、资源优化配置，提供一个管理共享平台，通过平台管理人员可获得技术及数据，有利于协同管理。,5、保证工期需要。节段梁工期原施工进度14天/孔，按照此工期进行拼装，会造成后续铺轨延迟，不能保证节点工期。通过引入BIM技术，进行施工模拟将工序衔接合理化，三维可视化提高施工效率等方法，缩短节段梁施工工期，保证工期要求。,三维可视化提高工作效率,虚拟施工，提高施工技术水平,快速、精确算量助力精细化管理,预知结果，保证目标顺利实现,宣传展示提高企业形象,动态漫游、基于模型的协同,BIM应用目的,宝兰客专48m节段梁应用BIM要达到的目的,目录Contents,1,2,3,4,BIM实施准备及方案,5,2.1实施模式,公司科技开发部,BIM技术小组,BIM研究院,支持+保障,虚拟+宏观,针对+实施,BIM的实施依据“虚实结合”原则：虚拟的BIM研究院通过各种培训、内部协同办公平台、BIM网站等方式营造BIM环境和培养BIM人才。针对单个项目成立实体的BIM技术小组，有针对性的展开BIM研究工作。科技开发部作为公司BIM技术的管理层，为BIM提供技术支持和保障。,2.2BIM工作的组织架构,BIM的实施的组织机构分两个层级：（1）以科技开发部和BIM研究院组成公司层面的保障层，负责为BIM技术提供资金、人员、设备以及组织保障；（2）由科技开发部、BIM研究院和具体项目抽人组织的BIM技术小组为实施层，BIM技术小组的成员由项目上各专业、各部门人员参加。,BIM工作的组织架构,2.3BIM团队,2.3.1BIM研究院,2.3.2BIM小组,2.3.3创建BIM网站,为了使项目和公司人员快速掌握BIM技术的一手信息，扩大BIM技术在公司的影响力，我公司于2013年7月创建了BIM研究院网站。http:/www.stepdo-,2.4BIM团队培训,人员储备是进行BIM应用的首要条件，我公司有完善的培养机制。如定期举行BIM应用培训，参加一些BIM大赛和交流会等等。这样可以使我们的BIM人员快速成长，并掌握一手资讯和技术。,基础操作培训,高级建模培训,BE、MC系统培训,2014AU大师汇,欧特克认证考试,欧特克认证证书,2.5岗位职责,各部门岗位人员基于BIM工作分配了任务及确定了相应的岗位职责，这样可以使各个岗位人员根据自己的分工有明确的工作任务，且提高了工作效率和质量，避免发生扯皮现象。,2.6BIM的软件的选择,在应用BIM方面，选择一款适合工程本身的BIM软件将对后续的BIM应用效果产生直接影响。,国内BIM软件主要有鲁班和广联达两家。鲁班BIM侧重于快速算量及施工中应用，广联达侧重于造价方面的应用。,2.1国外BIM软件,比较国内外软件的特点，我公司决定采用Revit建模。原因是国内软件对异性构件无法很好的创建，特别是铁路桥梁方面处于起步阶段，没有相应的族库，所以要采用自由度高的BIM软件进行模型创建。,2.7BIM实施计划,制定相应的实施计划，对项目BIM工作进行详细的计划安排，包括计划书完成时间、模型完成时间、施工模拟完成时间等等。,2.8BIM工作流程,材料采购流程,IBan使用流程,2.9族库的创建,BIM在铁路方面的应用不同于房建项目，基于Revit软件开发的族库尚未包涵铁路方面，如桥梁、路基、隧道等方面的族库，这就需要建模人员把这方面族库创建起来，才能进行后续的BIM应用，鉴于此我公司组织BIM技术人员创建了48m节段梁族库。,2.9.1宝兰客专跨渭河桥梁场地模型的建立,BLTJ5标段场地模型,利用设计院给出的地形图，通过Civil3D将CAD提取为三角面，最后导入到Revit自动生成的场地模型。,2.9.2宝兰客专跨渭河特大桥桩基承台模型的建立,承台尺寸：长*宽*高=11.2m*7.6m*3.0m；桩基直径1.25m，8根桩；,承台尺寸：长*宽*高=12.6m*8.4m*3.6m；桩基直径1.25m，10根桩；,承台尺寸：长*宽*高=14.6m*10.6m*4.0m；桩基直径1.25m，12根桩；,2.9.3宝兰客专跨渭河特大桥墩身模型的建立,等高梁墩身,不等高梁墩身,墩顶吊篮,墩顶检查梯,墩顶支座模型,墩顶垫石,2.9.4宝兰客专跨渭河特大桥梁部模型的建立,节段梁1号端部段,节段梁2号湿接缝,节段梁5号标准段,48m节段梁模型整合,2.9.5宝兰客专跨渭河特大桥梁部钢筋模型的建立,节段梁1号段钢筋模型,节段梁4号湿接缝钢筋模型,48m节段梁钢筋模型整合,2.9.6宝兰客专跨渭河特大桥桥面系模型的建立,桥面系电缆槽,桥面系CRTS型板式无砟轨道,2.9.7宝兰客专跨渭河特大桥梁节预制模板模型的建立,节段梁预制模版,2.9.8宝兰客专跨渭河特大桥TP48m造桥机模型的建立,TP48m造桥机模型,2.9.9宝兰客专跨渭河特大桥机械设备模型的建立,挖掘机模型,运梁小车模型,吊车模型,混凝土罐车模型,混凝土泵车模型,装载机模型,另外我们还创建了32m标准梁、40+56+40m连续梁模型、细部结构模型等等。,双曲面墩帽,遮板,32m标准梁,40+56+40m连续梁,2.10模型的维护与安全,BIM模型的维护BIM小组在施工阶段对BIM模型进行维护，保证施工顺利进行，时时更新，确保BIM模型中的信息正确无误。1)根据施工过程中的设计变更及深化设计，及时修改、完善BIM模型。2)根据施工现场的实际进度，及时修改、更新BIM模型。3)根据工期节点的要求，及时提报与施工进度和设计变更相一致的BIM模型。BIM数据安全管理1)BIM小组采用独立的内部局域网，阻断与因特网的连接。2)局域网内部采用真实身份验证，非BIM工作组成员无法登录该局域网，进而无法访问网站数据。3)BIM小组进行严格分工，数据存储按照分工和不同用户等级设定访问和修改权限。4)全部BIM数据进行加密，设置内部交流平台，对平台数据进行加密，防止信息外漏。5)BIM工作组的电脑全部安装密码锁进行保护，BIM工作组单独安排办公室，闲杂人未经允许不能入内。,目录Contents,1,2,3,4,BIM应用情况,5,3.1BIM技术的应用点,3.1.1生产管理1施工计划通过结合project项目管理软件编制而成的施工进度计划，可以直观的将BIM模型与施工进度计划关联起来，自动生成虚拟建造过程，简单直观，通过对虚拟建造过程的分析，合理的调整施工进度，更好的控制现场的施工与生产。,Project编制进度计划,5D可视化施工模拟,2基于Navisworks5D可视化施工模拟基于BIM模型的5D施工管理：项目所有的参与方能够协同工作，实现工程项目的精细化管理，信息共享，管理以及全方位的预测和控制。,三维可视化施工交底。利用BIM模型对复杂节点、钢筋排布等输出三维图、剖面图等讲解给施工分包，使分包明确掌握图纸设计意图和施工顺序，利用BIM模型指导工人准确定位钢筋、模板，避免了图纸的误读，不理解造成返工。,现场施工指导,3.1.2现场管理,3.1.3物资材料管理依靠BIM信息模型实时准确提取各个施工阶段的物资材料计划，为施工企业制定精确的人、机、材计划提供有效的支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供强有力的技术支持。,3.1.4Autodesk360移动终端现场施工需要携带大量的图纸，不便于指导施工。利用Atuodesk360移动客户端，管理者可以将三维模型，二维图纸等通过电脑导入到云端。利用移动客户端登录帐号即可查看相关模型，可以作为指导施工的依据，并且便于携带，管理者可以通过手机直接指导施工。,Autodesk360移动终端,3.1.5技术管理1设计文件审核根据设计院提供的桥梁图纸进行三维建模，利用Revit创建出三维模型，能直观地理解设计方案，检验设计的可施工性，检查到图纸相互矛盾、无数据信息、数据错误等方面的问题，在施工前能预先发现存在的问题，帮助图纸审核。,设计图纸,Revit截面模型,2优化专项施工方案通过BIM技术指导编制专项施工方案，可以直观的对复杂工序进行分析，将复杂部位简单化、透明化，提前模拟方案编制后的现场施工状态，对现场可能存在的危险源、安全隐患、消防隐患等提前排查，对专项方案的施工工序进行合理排布，有利于方案的专项性、合理性。,3优化设计,节段拼装梁的梁节预制需要在梁场内完成预制，加工梁节模板的时候，利用三维模型的可视化和虚拟施工，对模板厂提供的节段梁模板的图纸进行优化设计。,节段梁预制钢模版,4优化施组,通过节段梁施工模拟，提前发现各施工工序衔接的问题。利用navisworks对节段梁的预制、运输、拼装过程进行虚拟施工，通过虚拟施工发现施工安排存在的问题、优化施工方案，利用模型的四维空间作出最优的施工方案。,节段梁施工模拟,3.1.6质量管理利用碰撞检查功能，发现碰撞点之后对钢筋排布进行优化，使其满足设计要求，且不存在碰撞，对工程质量的提高效果明显而且节约了施工工期。另外，由于节段梁梁节分段预制，预应力孔道不好定位，通过三维模型对预留孔道位置进行精确定位，确保了后序施工过程中的钢绞线穿束工序。,3.1.7进度管理1施工进度模拟，优化施工组织安排将BIM模型与施工进度计划相连接，实现4D模拟，通过它不仅可以直观地体现施工的界面、顺序，还可以使各专业施工之间的施工协调变得清晰明了，从而检测施工进度计划的可行性，提早发现工程的工序问题。,湿接缝搭接钢筋碰撞,2虚拟施工，有效协同三维模型再加上时间维度，可以进行4D虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。,节段梁预制虚拟施工,3.1.8商务管理,冲突调用，决策支持。BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享，工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等，保证工程基础数据及时、准确地提供，为决策者制订工程造价项目群管理、进度款管理等方面的决策提供依据。,利用MC实现工程量、造价共享,3.2Revit模型与管理平台挂接,为了方便现场管理，对此我们进行了积极的摸索尝试，最终尝试出了一种可以让Revit模型简便利用的方法。通过国际通用IFC文件格式，利用LubanTransRevit插件，将Revit模型转换成PDS文件导入后台，实现模型的相互利用。,Revit导出IFC文件,3.2.1Revit模型与BE浏览器挂接利用,1提取工程量利用BE平台能实现模型的共享利用，管理人员只需要有网络、平台帐号，不需要有模型的原始文件和安装过大的Revit软件，即可进行工程量的时时提取。,登陆界面,模型构建选择,对应工程量提取,利用BE提取工程量,2Iban的使用利用Iban可以将现场的施工进度、质量、安全等照片方便快捷的利用手机上传到BE模型，通过PC打开BE软件，管理者在电脑上即可时时了解节段梁的施工进度、安全、质量等情况，对现场进行时时管理，同时企业可以积累自己的质量安全库，避免发生类似施工问题。,上传工程照片,PC客户端提醒,BE客户端查看,BE终端应用BIM模型演示,3.2.2Revit模型与MC管理驾驶舱挂接利用,传统Revit模型想要对其进行5D可视化施工模拟需要Navisworks软件对其进行利用，并且是单机利用，需要操作者有模型和软件。MC可以实现模型共享，通过平台即可时时观看项目的进度与产值等情况，方便管理者掌握现场的动态。,1进度模拟MC管理驾驶舱可以对模型进行进度模拟。模拟可以分为整体模拟和节点模拟。整体模拟形象的来说就相当于利用Navisworks进行5D施工模拟，而节点模拟是通过软件下方的日历选择想要看的具体某一天的施工进度，模型即关联到该天的施工进度。通过模拟我们可以很直观的看出计划工期与实际工期的对比，超前或滞后。方便了管理者时时对施工进度调整。,进度模拟,实际与计划进度,2成本控制通过MC驾驶舱同样可以查看每阶段的成本曲线。通过模型的生长，成本随之增加，管理者可以通过模拟了解到下阶段应准备资金量，并且对成本进行控制。,节段梁成本曲线,节段梁分析明细表,MC管理驾驶舱，可以对成本控制进行精细化管理。通过分析明细表可以方便的查阅工程量与造价等。,MC终端应用BIM模型演示,目录Contents,1,2,3,4,应用成果,5,4.1成本通过4D可视化施工模拟人、材、机的精确配置，做到了人材机分配合理成本可控，减少了材料的浪费，取得了一定的经济效益。,4.2工期通过施工模拟对施工组织进行优化，使工序之间衔接合理，MC管理驾驶舱对进度实时跟踪，管理者可以随时对工期进行把控。通过工序优化，节段梁精调一项工序就节约了半天时间，整体一跨梁从原有工期14天减少到现在的11天，保证了节段梁的工期。,4.3安全通过Iban时时将施工现场的安全照片与模型挂接，并且以短信形式通知管理人员，对现场的安全进行了时时把控，起到了很好的效果。宝兰48m节段梁施工过程中无一企安全事故。,4.4质量三维可视化施工交底，对节段梁的细部结构、钢筋复杂排布等进行交底，便于施工人员理解，提高工作效率，保证了施工的质量。通过Iban将现场的质量问题照片上传到BE项目浏览器，管理者对存在质量问题的地方以通知、整改、罚款等方式管理班组，严格控制了节段梁的施工质量，赢得了业主的信任与嘉奖，在甘青铁路公司2014年信誉评价中，宝兰项目以299分的成绩，在14家参评单位中与其它两家单位并列全线第一名。,4.5管理水平利用BIM模型进行施工模拟，让管理者可以在施工之前了解施工工序及工艺，提高了管理者的管理水平；通过4D可视化施工模拟项目所有的参与方能够协同工作，实现工程项目的精细化管理，信息共享；利用BIM技术进行环境、经济、能耗、安全等多方面的分析和模拟，实现虚拟建造、管理以及全方位的预测和控制。,4.6大赛成果,“宝兰客运专线跨渭河特大桥48m节段拼装梁BIM技术应用”在2014中国建筑协会质量分会上评为三等奖，另外中国建筑业协会绿色分会我公司作品也入围公示到最后评审阶段，扩大了我公司的社会效益。,4.7科研成果,“客运专线48m简支梁节段拼装施工BIM技术应用研究”在2014年股份公司评审会上被评为“国内领先”水平，为下一步申报股