bim技术在土木工程工程中的应用

bim技术在土木工程工程中的应用

0bim技术应用情况建模英语英语被称为建筑信息模型。从字面意思理解,BIM包括两个层面:(1)以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础进行模型的建立;(2)基于工程数据的实际应用。在当今土木建筑工程领域,不断涌现的新技术和实践促成了工程建设的显著变革,尤其是以建筑信息模型(BIM)为核心理念的数字化三维技术的出现,可以帮助企业更准确、有效地控制施工过程,做到施工管理精细化,加快施工进度并降低成本。早在2011年“建筑时报”第2818期头版头条刊发了题为“我国建筑业发展史上信息高速路”新闻,指出“十二五”将推广BIM、协同等新技术在工程上的应用。上海官方网站“上海发布”明确表示,年起在陆家嘴、外滩、人民广场、淀山湖等地方,启动建设工程设计方案三维审批规划管理试点工作,要求把待审批的规划方案放到三维模型中比对,选择最优方案。运用BIM技术已成为土木建筑工程领域未来发展的潮流与趋势,中铁一局三公司抢占先机,在崇靖高速湖润1#大桥项目施工管理中积极引入BIM技术,赶在开工之前提前采用Revit建立大桥模型,工程技术部利用BIM技术直观清晰地跟施工班组进行三维技术交底,计划合同部利用BIM技术快速精确计算提取各施工阶段的精准工程数量,物资设备部利用BIM技术合理统筹安排材料设备采购进场计划,BIM技术保障了项目部各专业部门高效流畅运行,取得了良好的经济效益与管理效果。以下结合湖润1#大桥具体论述BIM技术在工程中的应用。11#采用湖润1号大桥的必要性和可行性1.1主墩和变截面空心双下肢墩湖润1#大桥主桥设计为三跨预应力连续刚构,跨径布置为78m+140m+78m=296m,主墩设计为变截面空心薄壁双肢墩,大部分桥墩高度都>50m,最高的达到97m。上部结构为单箱单室直腹板截面,箱梁采用三向预应力混凝土结构,箱梁墩顶中心梁高8m,端部梁高3.2m,梁高按1.5次抛物线变化。1.2要解决三大难点的问题(1)湖润1#大桥主跨140m,5#桥墩达到97m,属于高墩大跨连续刚构桥,施工过程中不可避免地涉及到钢筋混凝土等主要材料的垂直运输问题,如何做到材料的分施工阶段进行精准计算与加工制作,一次性保质保量运输到位,杜绝二次搬运非常关键。(2)大桥主墩和主梁均为变截面形式,结构构造线型较为复杂,如何提前让技术人员(特别是刚入职不久的施工员)以及架子队工人建立直观认识,以免后期施工中出现偏差,技术交底难度大,同样对于测量人员进行施工测量放样难度也大。(3)大桥属于三向预应力结构,预应力筋预留管道纵横交错,精确预留定位难度大。(4)大桥施工技术难度大,在施工过程中需要解决桥墩预埋型钢牛腿支撑模板,挂篮的定位安装,预应力管道的预留等一系列的技术难题。这些都有待于尝试探索运用BIM技术进行解决,在湖润1#大桥的施工管理过程中采用BIM技术很有必要。1.3bim建筑信息模型的特点针对湖润1#大桥的施工技术特点,运用BIM技术可以得到很好的解决。因为BIM具有以下五个特点:可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性。(1)可视化:即“所见所得”的形式,对于复杂造型桥梁利用BIM建模,提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维桥梁立体实物图形展示在人们的面前。(2)协调性:即BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成大桥的协调数据。(3)模拟性:模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。(4)优化性:事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程,在BIM的基础上可以更好地进行优化。(5)可出图性:BIM不单能为设计院出设计图纸,还能根据不同的剖切角度出施工过程中的一些细部构造图纸。由BIM技术的以上特点可见,BIM技术在湖润1#大桥中应用是可行的。21#堆栈技术在湖润1号桥的建设管理中的应用在湖润1#大桥施工过程中,BIM技术发挥了极大的优势,为项目部的精细化管理提供可靠的技术支持,具体应用体现在以下几个方面:2.1湖润1#大桥传统的二维设计图纸往往存在一定的设计错误。由于这些设计错误产生的设计变更会造成施工单位停工或窝工,也会给建设、施工单位带来巨大的经济损失,湖润1#大桥也同样难免出现类似情况。通过三维建模,提前发现了问题,找出了错误,规避了损失和风险的发生。比如通过Revit建大桥桩基承台的模型(见图1),发现图纸S4-3-6-106中桩基长度误标成50cm,应该更正为5000cm。建模过程中很容易发现图纸中的一系列或大或小的设计问题。2.2促进了技术交底、减少了返工构造复杂的湖润1#大桥,如果其二维施工图阅读全靠技术员发挥空间想象力,对于经验丰富的成熟工程师,尚且需要花费较多的精力去吃透图纸。对于新入职或者入职不长时间的年轻技术员,由于没有大桥施工的工程经验,势必导致读图用时较长且难免有读错图的情况发生。从而使得技术交底出现偏差,出现返工现象。湖润1#大桥运用BIM技术以后,将二维图纸转换成3D模型,不但方便了技术员读图,也使技术交底变得简单。提高了技术员读图的效率和准确度,实现了可视化技术交底,减少了返工,见图2。图即在施工之前通过revit所建0#桥台模型,除此以外还有变截面空心薄壁桥墩、变截面箱梁等结构构造较为复杂的模型,建模可以做到全面客观细致地展示内部构造。2.3降低生产成本分析湖润1#大桥建模后,软件可以实现快速提取工程量的目标,节约计量员时间,大幅提高工程量计算效率,还可以轻而易举地完成变更前后工程量和工程造价的计算、差异比较分析,降低造价人员处理变更的工作量。图3就是利用软件Revit建立的大桥2#空心桥墩族,将其导入项目中即可准确得到其所用工程数量。2.4#大桥结构及交通力学建模按湖润1#大桥实际施工节段针对性建模,精细预算工程量,指导每个阶段工程用量。严格地讲,湖润1#大桥施工图纸有全桥工程数量统计表。但是光有一个总量是远远不够的,施工过程中需要的往往是施工到某一个阶段之后,下一个阶段的钢筋混凝土材料用量。即使是分节段悬臂施工的主梁,在施工图中有各梁段分段施工的工程数量统计表,还是不够完全和细致,而且也不一定百分之百准确。对于湖润1#大桥的高大且有变截面的空心桥墩,施工中不可避免地要分段浇筑,而且随着时间的推移,工程的进展,每一个阶段的施工用量都需要精确掌握,这样才方便指导施工现场工程用量。湖润1#大桥根据实际施工节段,利用BIM针对性建模算量,精准预估结构混凝土方量。湖润1#大桥左幅4#桥墩为95.6的变截面空心墩,桥墩下大上小,纵横方向都按1∶100的比例收坡,施工中每4m一节,分节浇筑。为了指导施工过程中的具体用量,建模时完全遵循施工过程进行,采用Revit分节段建模时,从软件中截取的4#变截面空心桥墩第一节建模截图见图4。这样就能准确快速提取工程量,达到了指导4#桥墩现场每一施工节段的工程用量,降低材料偏多偏少所造成的浪费现象。2.5预应力孔道预留采用BIM模拟演示混凝土施工过程(见图5),让施工过程明了化。技术人员可提前合理安排人力、物力,统筹各工班组进行流水作业。提高管理水平,加快施工进度,节约成本。根据钢筋模型模拟演示钢筋绑扎过程,可以准确计算钢筋用量,并依据钢筋模型准确编制材料用量计划,在钢筋多且密的情况下合理优化布置钢筋位置。如1#桥墩一个界面上有11个箍筋,二维平面图均显示在一个面上,而三维实体图纸则清晰显示钢筋的尺寸大小位置,通过建模可以预排箍筋位置,指导工人优化钢筋绑扎。预应力孔道预留模型能清晰展示梁体内预留位置,可避免工人埋错波纹管量处和各相邻部位的相对位置关系,做到精准预留。对于施工现场部分临时施工措施,比如预埋型钢牛腿法施工桥墩,可以建立模型提前展示,指导工人准确无误地预留。3理解和体验3.1桥梁bim推进困难BIM技术应用研究属于一种技术创新,尤其是在桥梁建设中的应用更是如此,能够借鉴的经验非常有限,许多问题尚在探索研究过程中,从而导致推进工作困难。追其原因主要有两个:外部因素和内部因素。外部因素是行业的扶持政策和推动力在当时的环境下还很有限,相关桥梁BIM技术还不为行业所认知;内部因素是桥梁BIM技术研究和应用的难度较高,相关的支撑技术还需要进一步完善和本地化。3.2bim在桥梁中应用的措施BIM技术在国外应用日趋成熟,在我国才刚刚起步。虽然其在房建、地铁建设施工管理领域已经初步取得一些成绩,积累了一定的成功经验,但是在桥梁建设过程中还有很多问题值得探讨和研究,如何推动BIM技术在桥梁上的应用是意义深远的研究课题。领导的重视是桥梁BIM技术顺利推进的重要保障,而业主积极推动是BIM技术实施的外在动