BIM技术及在铁路动态施工中应用

1、BIM技术及在铁路动态施工中应用2019年7月第一讲是通过创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。指通过数字信息仿真模拟工程建筑物所具有的真实信息。几何形状、空间地理位置描述等视觉信息，非几何信息：建设依据、材料信息、构件信息、图纸、采购信息等。BIM技术摒弃了传统CAD用点、线、面等简单几何图形象征某一构件的理念，而采用面向对象的三维数据表达形式来描述建筑的每一个组成部分。 建筑信息模型（BIM, Building Information Modeling ）一、BIM技术概述施工管理水平低建设成本高问题施工质量低施工周期长工期安排不合理施工返工率高设计图纸和施工现场不尽符合

2、，增加了协调工作，降低了施工效率； 对于多个工点的交叉施工，只能靠项目管理人员凭借经验来解决工程中存在的矛盾，不能实现三维展示、模拟施工和施工工序工期安排；传统建筑工程中存在的问题一、BIM技术概述共享建筑模型建筑师暖通工程师施工管理员建筑物业主设施管理员土木工程师结构工程师 多个专业在建筑信息模型上可以同时进行直观可视化分析。一、BIM技术概述可视性模拟性可出图性优化性协同性一、BIM技术概述建筑信息模型优势1、可视性可以直观地对建筑物的外观及内部全方位地可视、分析一、BIM技术概述二、三维关联1、可视性一、BIM技术概述1、可视性一、BIM技术概述可视化方案审核 2、模拟性根据项目的进度进

3、行前期的施工模拟，以便更好地实现对工程过程的管理一、BIM技术概述3、协同性各专业集中在同一个平台下工作，避免因设计数据不同步而造成的设计错误一、BIM技术概述管线综合与碰撞性检测3、协同性一、BIM技术概述4、优化性根据已建立的模型论证、优化项目方案一、BIM技术概述4、优化性一、BIM技术概述设计优化5、可出图性建立后的三维模型可自动生成二维图纸一、BIM技术概述创建任意位置的平、立剖面图5、可出图性一、BIM技术概述美国：2009年 7 月 1 日开始，预算 500 万美元以上的所有项目和预算在 250 万美元以上的施工项目，都必须从设计开始应用 BIM 技术。Freedom tower

4、（新WTO）高速公路BIMBIM在国外：一、BIM技术概述英国：大型项目基本都使用BIM技术。The M25 MotorwayPanama-Canal 沟渠项目建筑行业BIM在国外：一、BIM技术概述北欧国家：自2007年10月1日起，国家强制要求建筑设计部分使用BIM。在设计招标将有强制的BIM要求，这些BIM要求将成为项目合同的一部分，具有法律约束力；需要提交最终BIM模型，且建筑结构与模型内部的碰撞需要进行存档；BIM在国外：一、BIM技术概述澳大利亚：大型项目基本都使用BIM技术。BIM在国外：一、BIM技术概述日本、韩国：BIM应用已经很普遍，目标2016年实现全部公共设施项目使用B

5、IM 技术。日本某互通韩国三星城BIM在国外：一、BIM技术概述（1）大部分业内同行听到过 BIM （2）对BIM 的理解有相当大比例的专业人员认为BIM 是换一种软件（3） 大部分人认为BIM就是一个三维模型的实现（4）有一定数量的项目和技术人员在不同项目阶段和不同程度上使用了BIM（5）目前重大建筑项目用到BIM技术（6）BIM 进入“十一五”国家科技支撑计划重点项目， 要求加快BIM的应用BIM在国内：一、BIM技术概述工业行业建筑行业铁路行业BIM在国内的应用：一、BIM技术概述需要与准确的空间地理信息关联具有更为巨大的三维模型（数量）需要构建项目周围较大范围的地面三维模型等。铁路BI

6、M挑战：准确空间信息、大数据量一、BIM技术概述1.背景与意义1) 我国正处于大力发展高速铁路的时期，需要提高铁路施工管理现代化水平和加速信息化过程。2)铁路工程施工过程具有周期长，工艺流程多，投入资源量大的特点，而在施工过程中容易出现图纸变更，调整进度计划等状况，导致出现项目工期延长无法按时完成、资源需求计划不准确、工程项目二次返工等问题。3)近年来，BIM技术越来越多的应用到项目施工管理过程中，为精细化管理提供了一种新思路，有效地提高了项目的管理水平。二、BIM技术在铁路动态施工中应用1) 基于BIM深化施工，尽早发现问题，进行优化调整； 基于BIM开展重难点部位的可视化交底，减少返工。2

7、)结合BIM、实现数字化、可视化施工现场管理。3)基于BIM三维可视化，进行计划进度、质量、资料管理4)BIM技术与施工方案和施工仿真相结合，可以减少工程返工和整改，在一定程度上保证了工程进度和质量。二、BIM技术在铁路动态施工中应用1.背景与意义 场地布置利用Revit、Civil3D、Infraworks三款软件协同设计完成。Autodesk Civil 3D 处理地形数据生成曲面；地形与影像结合，确定场地位置，地形开挖（放坡）；便道详细设计。Autodesk Revit完成场地布局设计Infraworks360便道的选线和定线；临建设施、场地布置及便道的最终效果展示。2. 基于BIM的铁

8、路施工场地布置方法(1) 地形曲面的创建利用Civil3D通过高程点数据、AutoCAD地形图、GIS数据及地形特征线等完成地形曲面的创建。地形曲面2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法(2) 确定场地位置利用Raster design 插件将影像图和地形结合，匹配确定场地位置。2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法(3) 场地开挖利用Civil3D软件放坡功能完成场地模型的建立，以及场地填挖方量的统计。混凝土拌合站钢筋加工厂2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法场地填挖方量的统计(3) 场地开挖2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法(3) 场地布置（弃渣场）弃渣场布置弃渣场曲面2. 基于BI

9、M的铁路施工场地布置方法(4) 场地布局设计利用Revit软件完成场地布局及临建模型的建立。混凝土拌合站钢筋加工厂钢筋加工厂局部展示2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法将最终结果导入Infraworks中。场地开挖结果钢筋加工厂拌合站(4) 场地布局设计2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法（5）便道设计InfraWorks中完成施工便道的选线定线，导出.imx到Civil3D中进行纵断面、装配等详细设计，并对便道的开挖方量进行统计计算。InfraWorks中便道设计Civil3D中便道设计2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法便道曲面（5）便道设计2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法（1

10、）参数化建立桥梁模型根据现场实际施工的方法以及WBS分解结构，建立桥梁施工模型时将其分解为3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法桩基参数化建模（1）参数化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法承台参数化建模（1）参数化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法墩身建模（1）参数化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法简支箱梁简支T梁（1）参数化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法0#块1#块17#块17#块（1）参数化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法（68+128+68）m连续梁（1

11、）参数化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法（2）建立隧道模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法(2) 建立隧道模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法(3) 自动化建立桥梁模型利用Revit API和C#语言二次开发实现桥梁施工模型的自动化建立。3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法实体墩(3) 自动化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法空心墩(3) 自动化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法梁程序界面(3) 自动化建立桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法连续梁(3) 自动化建立

12、桥梁模型3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法（1）模型整合Navisworks支持60多种数据格式的模型文件，通过附加或合并的方式将建好的Revit桥梁和隧道模型添加到Navisworks中，进行坐标和单位变换。4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（2）进度管理进度实时跟踪困难，可视化程度不高，管理人员很难及时发现问题。沟通困难，无法及时发现现场材料供应情况，出现施工进度和材料供应的不协调，导致施工进度延误，不利于项目的标准化和精细化管理。传统进度管理提升全过程协同效率，基于BIM技术的进度管理，简单易懂、可视化好；通过施工过程的可视化模拟，容易发现在二维情况下难以发现的

13、施工工序逻辑错误，从而可以纠正和优化进度计划；与施工进度计划信息相关联，实现施工进度的动态化管理；碰撞检测，发现设计问题，及时调整，从而减少返工以免影响施工进度。基于BIM技术的进度管理4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（3） 进度计划编制根据WBS分解结构，利用TimeLiner模块创建施工任务和进度计划，并与施工模型相关联形成施工4D模型。4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（4）施工过程模拟Navisworks施工模拟技术路线4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（4）桥梁施工过程模拟桥梁划分及创建进度计划过程4. 基于Navisworks的铁路桥隧施

14、工管理（4） 桥梁施工过程模拟4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（5） 隧道施工过程模拟4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（5） 隧道施工过程模拟4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（5） 隧道施工过程模拟4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（6） 资料管理1、DataTools功能将Navisworks中的场景图元通过ID与外部数据库dBase、Excel、Access、SQL Server等链接起来并进行管理，通过更新数据库中的数据，将资料现状体现在模型上面，能够直观的看出施工部位的各项资料是否完整。2、链接施工照片，模型构件与对应的施工

15、照片相链接。3、添加Navisworks文档4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（6）资料管理1）链接数据库4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（6）资料管理2）链接施工图片4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（6）资料管理3）链接Navisworks文档4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理（7）工程量统计计算Quantification模块提供了计算工程量的功能，通过其模块可以对场景中的三维模型进行工程量的计算。4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理 Navisworks软件本身只能实现进度管理、施工过程模拟，利用.NET开发方式，采

16、用C#编程语言开发Navisworks施工管理插件。实现实时浏览项目三维模型和二维图纸；三维技术交底；施工日志、检验批等资料的管理及台账、合同计价等的管理。5. 基于Navisworks的施工管理插件开发(1) 进度管理5. 基于Navisworks的施工管理插件开发(2) 技术交底5. 基于Navisworks的施工管理插件开发(2) 技术交底5. 基于Navisworks的施工管理插件开发（3）资料管理实现了施工日志的填报、查询，工程报验审批表、质量验收记录表及材料审批等的填报。5. 基于Navisworks的施工管理插件开发（3） 资料管理检验批的填写及查询5. 基于Navisworks的施工管理插件开发（3）资料管理检验批的填写及查询5. 基于Navisworks的施工管理插件开发（3