桥梁工程中BIM技术的和应用

桥梁工程中BIM技术的研究和应用ResearchandApplicationofBIMTechnologyinBridgeEngineering2017年5月

吴宏波目录CONTENTS规划阶段BIM技术应用BIMapplicationinplanningphase1设计阶段BIM技术应用BIMapplicationindesignphase2施工阶段BIM技术应用BIMapplicationinconstructionphase3运维阶段BIM技术应用BIMapplicationinoperatephase4卫星云图生成三维地模常用商业卫星图片数据源：谷歌地球、谷歌地图、天地图、百度地图谷歌地球：最高清晰度0.25m像素分辨率，平面精度10m，垂直精度5m，为现在市场上最常用卫星图片数据来源卫星图片建模：模型精度影响因素有照片精度、建模软件算法，其中影响最大的是卫星图片精度。卫星图片建模技术Satelliteimagemodelingtechnology规划阶段BIM技术应用BIMapplicationinplanningphase桥梁国家工程研究中心无人机建模无人机拍照操作针对民用卫星地图精度较低的不足，利用无人机拍照，应用Contextcapture软件进行抽模，建立高精度工程场地模型工程全线工程场地模型由上述高精度工程场地模型和卫星地图模型结合而成无人机拍照抽模技术Dronephotomodelingtechnology规划阶段BIM技术应用BIMapplicationinplanningphase方案比选通过将工程模型与场地模型、卫星地图相结合，方便工程方案的选择、优化与调整方案比选comparisonofdesignproject

规划阶段BIM技术应用BIMapplicationinplanningphase方案优化Projectoptimization通过虚拟现实（VR）技术，进行方案细节的优化，满足方案美学要求规划阶段BIM技术应用BIMapplicationinplanningphase2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphaseBIM协同设计collaborativedesign通过BIM协同设计系统，将设计人员按专业分工，统一纳入系统进行协同设计，可以提高设计信息流转效率协同设计系统管理整个设计流程，并可与企业其他信息管理系统集成，形成设计企业信息化的构架BIM协同设计流程BIM与企业信息化架构参数化建模Parametermodeling实现常规标准化桥梁、沉管隧道的参数化，主桥主要构件的参数化建立三维上、下部构件的标准化库，如箱梁、墩身、基础等。根据原始基础资料及线路设计资料，自动化、批量化完成全线引桥桥梁的设计建模BIM参数化快速建模2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase碰撞检查CollisionDetection设计过程中钢筋及预应力筋的碰撞检测，桥上桥内设施、隧道内机电管线的碰撞检测，以及设计阶段其他构件的干涉检测。梁内配筋碰撞检测2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase三维模型出二维图纸3Dmodelsto2Ddrawings建立通过剖切、投影等方式生成二维图纸建模分析一体化Integratedmodelingandanalysis

桥梁整体计算：通过参数化建模的方式生成三维模型；同时模型能导入分析软件进行分析计算，实现高效的全桥设计和分析计算过程桥梁局部构件计算：将BIM三维模型局部导入有限元计算软件计算，通过计算结果修订三维模型，从而实现建模和分析计算的高效统一BIM模型整体、局部计算模型分析软件计算BIM模型与计算结合流程2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase建模分析一体化Integratedmodelingandanalysis

分析功能车辆荷载模拟预应力、收缩徐变模拟温度荷载分析施工阶段非线性模拟成桥阶段非线性模拟自主开发可进行梁桥、斜拉桥、悬索桥各类桥型非线性分析的桥梁三维非线性数值分析软件OSIS2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase建模分析一体化Integratedmodelingandanalysis

建立参数化的桥梁模型，提取设计参数，自动生成计算分析软件Osis命令流Revit建立桥梁构件族Dynamo提取族参数参数化建模软件Dynamo组装桥梁整体模型2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase建模分析一体化Integratedmodelingandanalysis

将自动生成的节点、截面等命令流组合，添加边界条件，导入Osis进行分析计算导入Osis进行计算Osis计算结果Python脚本重组Osis命令流2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase建模分析一体化Integratedmodelingandanalysis

模型参数化修改，自动生成构件命令流参数化模型Python脚本Osis命令流2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase建模分析一体化Integratedmodelingandanalysis

通过截取局部BIM模型，导入有限元软件，添加边界条件，分析局部受力情况BIM模型导入Ansys模型Ansys计算结果2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphaseBIM技术工程实践BIMproject桥梁：昭君黄河大桥、平塘大桥、西江大桥、龙口大桥、厦门第二东通道等市政：大连湾跨海交通工程轨道交通：佛山地铁二号线方案策划隧道：港珠澳大桥沉管隧道、深中通道、小大连湾隧道投标港珠澳沉管隧道最终接头昭君黄河特大桥模型大连湾主桥VR视角综合管廊：集团特大课题“综合管廊BIM技术研发及应用”深中通道水下地形图及LOD200构件图西江桥模型龙口1号大桥模型2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase装配化钢桥联盟组建Thesteelbridgealliance

钢桥联盟致力于打造成为全产业链服务的供给者，标准规范的提升者，机制创新的推动者和迈向高端的引领者2016年11月1日“钢桥联盟”正式成立贯彻落实国家五大发展理念和供给侧结构性改革要求强化企业技术创新主体，统筹资源，实现创新驱动全产业链发展的有效途径国家层面响应了交通运输部交公路发〔2016〕115号文“交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见”行业层面联盟任务及目标钢桥标准制修订编制装配化钢桥通用图核心技术及装备研发人才培养创建钢桥科技创新平台探索“全总包模式”打通装配化钢桥全产业链，迈向国际高端2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphaseBIM技术在装配式钢桥通用图中的应用

BIMtechnologyinsteelbridgestandarddrawing通用图编制将完全采用BIM技术建立结构数字模型实现BIM数字模型与结构仿真分析计算一体化融合，及与下游制造业的BIM数字模型软件的融合、对接、转换通用图的编制成果将以“BIM数字模型+设计说明+图纸目录+出图说明”的形式固化与提交装配化钢桥系列通用图钢-混组合梁桥钢板梁桥钢箱梁桥钢桁梁桥钢拱桥人行天桥应急临时桥BIM模型作为通用图交付标准基于BIM模型打通设计分析一体化BIM模型保证全产业链数据畅通2.设计阶段BIM技术应用 BIMapplicationindesignphase3.施工阶段BIM技术应用BIMapplicationinconstructionphase基于设计提供的BIM模型及施工管理平台解决施工中的控制及管理难题，施工交付BIM模型记录施工数据痕迹，作为运维阶段BIM模型的初始状态，实现数据的全生命周期流动施工阶段BIM技术应用BIMapplicationinconstructionphase设计BIM模型构件自动化生产数控设备虚拟拼装施工模拟BIM施工管理平台数据4D施工管理5D资源管理数字化验收数据施工数据模型修正施工交付BIM模型施工受力初始变形初始损伤施工阶段数据痕迹…钢结摧构的守加工吩制造膛与拼肯装施详工（1/6）Man洒ufa来ctu石rin扒go架fs遭tee丈ls雨tru布ctu贞reBIM建模深化设计图纸，精细化BIM建模，为工厂制造和安装施工提供数据信息工厂数字化制造将BIM模型与制造厂共享，输出加工图纸、材料清单及数控文件，直接指导构件的加工制造工厂拼装或现场施工将BIM模型与施工现场共享，利用模型或模型输出的图纸进行拼装、架设3.施工阶塞段BI累M技术笼应用BI中M先ap纪pl炕ic岩at源io绒n泪in扒c毅on康st伙ru愧ct怜io累n泽ph惠as朽e钢结构掉的加工绵制造与京拼装施解工（2/勉6）Man坊ufa颜ctu栋rin榜go擦fs每tee钩ls张tru逮ctu卡re钢结构BIM三维殖实体身建模思出图镜进行款深化街设计万的过上程，美其本条质就解是进考行计补算机文虚拟邪预拼豆装，贡实现黎“所馒见即阅所得白”的达过程港珠遍澳沉魔管隧洞道最衣终接缴头tek羡la模型剪（含匠舾装狗设备筑）3.施工妇阶段BI恨M技术石应用BIM冠ap屡pli品cat吉ion饮in宋co怀nst鄙ruc临tio怠np展has顽e钢结振构的崭加工险制造岁与拼纵装施蹄工（3/6）Ma戒nu醉fa误ct残ur般in泡g或of坝s洋te做el攻s期tr环uc勇tu怪re基于BIM三维模缎型，输日出数控牌文件，见自动套务料排版英或人工盆排版，号用于数献控机床廊的自动斯化下料侨切割基于BIM技术的底数控下剂料切割3.施工咐阶段BIM技术应读用BI泄M盘ap嫂pl正ic地at谋io驶n馅in超c客on捷st约ru价ct评io陪n化ph纵as殃e钢结满构的甚加工让制造爷与拼将装施励工（4/6）Man侧ufa睛ctu宰rin虚go植fs淘tee义ls蠢tru玩ctu密reTEK抱LA建立亭的BI腔M三维模群型可自工动生成慕钢结构副深化设予计详图双（整体浆布置图钉、零件至图、构帽件图和愉节段图夕等）和史各种报秘表，用萍于施工索安装快速出屡图功能整体丑布置捕图（裙本体阻结构体）3.施工键阶段BIM技术应痕用BI矛M灿ap对pl躺ic武at容io肌n哄in受c终on忆st馋ru察ct罢io剃n资ph失as退e钢结覆构的夜加工租制造袄与拼苹装施核工（5/茅6）Ma饭nu丹fa侨ct耽ur采in图g扭of吓s令te寺el躲s受tr浇uc飞tu冷re顶板抱单元悟图（膊构件帜图）工程量第清单钢筋开笼单峡元3.施工阶伟段BIM技术寻应用BIM结ap填pli场cat锯ion巷in吼co酬nst慕ruc厚tio宜np认has想e钢结吩构的谋加工研制造瓜与拼匙装施俩工（6/厚6）Man铜ufa粗ctu鱼rin河go限fs抬tee姥ls吵tru扑ctu棕re根据BI宿M三维通模型霜和钢爪结构明施工劫详图泳进行随分片谣装配担焊接滔，搭遭设分本段胎淹架进放行分钥段组苗装焊狸接、绘打磨必，探姑伤检桨测和刘相关拥测试肥实验截，最贴终整分体拼桐装焊接、秃拼装过永程3.施工色阶段BI在M技术应孙用BI汗M桨ap印pl叔ic促at悟io豆n犹in蔬c摊on饭st后ru屠ct树io挡n姥ph乡丰as滋e混凝土芦节段预励制Pr浑e-踢fa郊br亮ic应at贵ed常c宴on矛cr乘et顶e担se趁ct旱io决n根据BI坟M三维竿模型斩，采听用液寺压模得板系筒统进胃行混耗凝土雕节段哄预制将生粉成的石节段醋进行升编号拥，附飘着二婶维码屈进行汗管理3.施工阶炼段BI测M技术侦应用BIM竟ap恳pli培cat裕ion预in养co福nst侦ruc抚tio惯np挪has张e施工模减拟Co由ns基tr乳uc叮ti坡on索s低im娱ul老at土io驻n关键施器工工艺方的可视搂化表达食，方便墓业主、林设计单撞位、施痕工单位盈进行技搏术交底3.施工阶胶段BI筹M技术纤应用BIM景ap庄pli锦cat形ion漫in禽co魂nst首ruc腐tio宜np哈has票e虚拟施葛工Vi屿rt战ua校l斩co微ns肯tr吴uc礼ti它on在施工裂之前就纠能看到瞎并了解页整个项弟目施工齿的过程惊、结果歌以及对各应的工元程量，唇为实际藏工程项露目施工拼提供经太验和最按优的可潜行方案3.施工壳阶段BI疑M技术双应用BIM歇ap地pli帆cat祥ion顺in羡co拿nst尤ruc床tio描np足has数e构件信群息管理Co循mp坐on肆en庄t派in纤fo要rm灭at云io准n刚ma岁na模ge率me缎nt通过BI萍M模型雅管理脸构件睁信息玩，快么速查滋询每留个桥允梁构伍件的炕属性课信息3.施工刺阶段BI社M技术守应用BI腿M键ap旧pl我ic飞at评io裕n丸in番c宰on狐st暑ru透ct义io膨n经ph咱as姜e施工进秒度管理Co蚁ns持tr挺uc闹ti言on黎s凝ch央ed尸ul姓e洗ma贫na坊ge糠me疯nt将BIM模型附具加施工怎进度计屡划属性购参数，躺形成4D模型虑。直并观展溪现计争划建牧造过钱程，券分析石实际摘施工蛛与进播度计接划的昌偏差字，合垫理纠略偏并熔调整例进度材计划润，使能管理造者对麦工程驾量及翼进度扁影响控一目认了然3.施工阶披段BI注M技术应挂用BIM能ap洽pli拣cat每ion所in音co括nst扒ruc么tio错np退has午e施工伙质量揉管理Con龄str州uct窄ion道qu师ali毙ty蕉man堡age碑men靠t施工辱方录阔入提飘交构劝件质机量及岁危险桶源信敏息，王系统安推送胆至监胃理方闲及业扎主，图实现后构件翠与质垫量信谋息关差联，温可以途随时约查看认质量忠安全冬信息箩，提着高管辟理效纱率3.施工捆阶段BI出M技术毯应用BIM业ap耻pli锹cat惧ion栗in灶co精nst冒ruc狸tio指np虽has愚e施工慨计量仓管理Co康ns晚tr绳uc素ti很on滔c脏os贷t免ma顷na姨ge币me箱nt相对趟计划斑和实颜际进妄度，巾计算真整个温工程墓、任规意WBS节点帝、3D施工拐段或次构件观在任绪意时栽间范拦围的域工程接量以决及累猜计工趴程量这，为善计量受支付工提供臭工程只量依这据。3.施工阶博段BI棚M技术应祸用BI栋M身ap贼pl执ic早at推io下n同in神c良on济st浑ru流ct伴io滔n奋ph全as谈e数字男化校妨验与旅移交施工质踩量复核Con昼str衬uct坡ion恭qu萍ali菌ty独rev惑iew利用目三维哄扫描种仪对守构筑进物进僚行三辫维扫摇描获耐得目减标物百点云迹数据窑，通纠过三毒维模臭型与绿点云肠模型短进行豆对比想和可典进行药外观割质量叛复核增。利途用探泛伤仪酿获得蜜目标培物内队部缺龄陷，旋进行合构件剪质量锯复核竣工数表字化交罩付dig钳ita羽ld谁eli慰ver雷y施工结锤束后，招将形成一个真大实反映律建筑物悟的竣工砌模型和包含质思量、设煎备、文货档等信业息的数侦据库，这南些将作为快施工葛成果酿移交赚到运划维阶轮段3.施工阶焰段BI谋M技术味应用BIM帝ap刑pli贫cat俘ion环in歌co南nst准ruc姜tio穷np朗has旋e4.运维天阶段BIM技术应掌用BI结M逗ap倦pl召ic序at之io躺n惨in扑o悼pe周ra炎te月p吧ha侧seBIM模型记洽录施工羞中的受型力、变尚形及初燥始损伤题等信息樱，并基买于监控医信息实亭时修正BIM模型，惊解决健肝康监测东模型的迎准确性植问题基于统着一管理是平台及诞运营大臭数据，震实现管饺养的信巨息化、猎智能化运维诱阶段BI查M技术应诵用方案BIM锁ap侨pli捕cat曲ion背in题op见era搜te呈pha缴seBIM模型分析模型（运维阶段）施工受力初始变形初始损伤监测检测桥梁安全性自动评估、决策预警管养方案维修加固模型修正全寿命周期成本计算及评估BIM建养一体化云平台数据数据建养大数据施工圆阶段数据痕喝迹…桥梁BI尘M建养套一体换化云猫平台Br刑id该ge暖B精IM疑c旁on旗st嫌ru皇ct亏io佳n-悟op纪er谁at仙e府in笛te魂gr仙at母ed细c沟lo赴ud燃p句la开tf戴or滚m应用BI曲M、多呜源异绞构数截据集暗成及伸移动壮互联容技术凉，建雀立桥拴建养抚一体直化平旺台，耕实现遇桥梁刊全周凝期的抖信息悼共享观和动捉态模帜拟，融进行捆桥梁暗运维晶的准啄确评帽估、剖快速兽预警抚和高郊效决羊策桥梁疲运维BIM模型桥梁实案时感知膜系统与远程君传输系届统数字香化巡检评估惕与预诉警决策设计阶垂段施工沟阶段数据入析库及时感川知自动决邀策4.运维阶湿段BI恢M技术应吨用BIM充ap趁pli兆cat银ion铺in经op抗era泰te艺pha故se监控大厅桥梁云数据中心桥梁远程安全监控桥梁综合分析评估特殊事件应急监管监测数据管理桥梁国候家工程呜研究中闷心桥梁BI积M建养一借体化云超平台：例桥梁国捞家工程平研究中臭心实施碌示范The斩br天idg挤en芝ati销ona互le眉ngi率nee叼rin浪gr溜ese佣arc这hc有ent魂er轻dem写ons她tra弃tio肾n4.运维阶疫段BI钱M技术应岸用BI爬M壳ap禾pl滨ic车at爬io像n肝in陪o贪pe何ra如te盲p侦ha饮se4.运维阶剥段BI属M技术应赴用BIM鱼ap酿pli栋cat出ion瞎in贯op乡丰era返te惧pha及se将建设敞期形成展的桥梁BIM模型跃与运夹维护级期养币护管露理信证息相秤融合侄，形掌成建搞养一舒体化晴桥梁BIM模型桥梁运棵维BIM模型：找融合监饼测和养巩护信息疯的建养哀一体化利模型Bri端dge括op肚era夹tio渡nal撞BI州Mm左ode积l:予int王egr乌ate袖dm蜓oni猾tor馆ing怪an其dm趟ain奴ten筝anc亚ei刑nfo透rma谈tio愈n风速丽仪温湿度毯仪温度忽计应变宾计运维BIM模型桥梁结榆构模型(结构信赌息)监测毫系统搏模型(荷载、睬环境、难响应)监测系点统参数陕、传感玻器位置偷、采购膛信息、乡丰维护信催息对施工闲阶段模偶型进行架校核、也完善，辰获得工拼程验收赢模型动态称贫重系统GPS佣+BD浆S倾斜角梦度传感税器缆索兽振动蓄加速测度计结构振遭动加速搏度计位移嘉计摄像机……治……运维模具型（嘉浩绍大桥肾）监测酿系统算模型桥梁模秆型4.运维暑阶段BI器M技术援应用BIM逼ap掩pli屋cat液ion典in况op炒era逮te催pha遗se针对圆多灾激害作腥用下幕桥梁躲工程滩发生避的灾衬害行紧为及羞后果告，采帖用并箩发采标集技由术和碌远程轮高效街传输葡技术榨，建握立多尸灾害榜实时稼感知桑与传帽输子挎系统蒙、桥博梁监痛测数桂据库伴系统峡，为掌感知坏结构耀响应胜、预跳测灾厘变行唐为提始供数使据支伍撑桥梁耽实时垮感知饮与远遗程传支输Bri晶dge尝re夏al-粘tim据ep窝erc付ept丸ion炸an毙dr旷emo走te盒tra匪nsm蔑iss蜜ion桥梁感睡知及远盯程传输集（嘉绍孝大桥）车辆船撞风速波浪地震温度湿度雨量振动变形应变索力支座反力疲劳基础冲刷腐蚀裂缝感知系统荷载与环境结构局部响应结构整体响应位移转角温度专曲线刚性铰咬位移曲笛线刚性铰生位移曲逆线4.运维阶干段BIM技术碗应用BI产M哪ap弃pl活ic娱at时io果n鞠in墨o齿pe翠ra赞te李p境ha治se建立智能化术巡检运遗营养护镇管理系侨统和移帆动端APP系统：实现少从数挑据采捡集、纺养护庆计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