BIM技术在鲁南高铁项目建设中的应用中交鲁南高铁

BIM技术在鲁南高铁 项目建设中的应用目录Contents 一、项目基本情况概述 二、BIM应用背景 三、

BIM应用成果 四、BIM价值分析 五、BIM后续规划一、项目基本情况概述

鲁南高速铁路位于山东省南部，东起日照市，与青连铁路日照西站接轨，西经临沂、曲阜、济宁、菏泽，与郑徐客专兰考南站接轨。线路分为日照至临沂段、临沂至曲阜段、曲阜至菏泽段、菏泽至兰考段4段，是山东省“三横五纵”高速铁路网的重要组成部分，是国家“八纵八横”高速铁路网的重要连接通道，速度目标值350km/h，建设总长度494km，总投资750亿元。鲁南高速铁路总平面示意图一、项目基本情况概述

由中国交建承建的鲁南高速铁路（日照至临沂段）位于山东省东南部，线路东起日照市东港区，向西经岚山区、经开区，临沂市临港经济开发区、莒南县、河东区，止于临沂市兰山区，正线长度102.45km（桥梁70.74km；区间路基24.85km）；隧道6座，特大桥、大中桥23座，跨路、跨河大跨度连续梁等特殊结构27座，小桥涵54座。项目建安费总投资55.62亿元，线下土建施工工期16个月，计划2019年底建成通车。中国交建鲁南高铁施工总平面图一、工程概况 日照至临沂段共设置RLTJ-2、RLTJ-3、RLTJ-4三个标段，由中国交建六个单位承建，各参建局具体任务划分如下：RLTJ-2标：中交一航局，D2K6+029.403～DK12+562.175线下工程，全长17.62km； 中交隧道局，DK12+562.175～D3K31+296.350线下工程，全长18.73km，厉家寨车站1处；RLTJ-3标：中交一公局，D3K31+296.350-D2K55+404.750线下工程，全长20.21km； 中交四公局，D2K55+404.750～DK71+501.920线下工程，全长16.08km，莒南车站1处；RLTJ-4标：中交路桥建设，D1K71+501.920～D1K84+997.839线下工程，全长13.50km；

中交三航局，D1K84+997.839～D1K95+183.676线下工程，全长16.12km，动车行走线5.91km，动车所1处。

一、项目基本情况概述 项目具有“快、难、严”的特点，即土建工期只有一年半，两年半具备通车条件，创造国内高铁建设新速度;沿线穿越1处国家级水产种植资源保护区和2处饮用水源保护区;9处跨越既有高速公路,5处跨越既有营业线铁路,最近施工点距营业线0.18米,施工协调、安全管控难；建设标准高多，管段内19处工程被鲁南高速铁路公司列为施工关键线路重点盯控项目。目录Contents 一、项目基本情况概述 二、BIM应用背景 三、

BIM应用成果 四、BIM价值分析 五、BIM后续规划第二章BIM应用背景2.1应用背景 内部需求1、项目管理需要2、技术管理水平需要；3、工期、安全的压力；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、行业的推进；2、业主的要求；3、同行们在前进。第二章BIM应用背景2.1应用背景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应用目的第二章BIM应用背景2.1应用背景

基于集团对重点工程BIM的发展规划，结合鲁南高铁项目特点，进场后组织进行BIM应用策划，组织各个参建单位组建BIM工作团队，对项目全员进行BIM普及培训，旨在工程实体建设的同时，深度应用BIM技术辅助现场施工管理，开展施工全阶段BIM应用，重点在连续梁施工、跨既有线施工、桥梁转体监测模拟等复杂工艺进行了BIM的研究和应用，取得一定的成绩。第二章 BIM应用背景2.2典型应用：肖家庄特大桥转体连续梁跨既有线施工国内目前跨度最大、梁高最高的连续梁距离既有线近，风险高，刷新多项全国新纪录省内建设里程最长、投资规模最大、建设条件最复杂、沿线人口最多的铁路 肖家庄特大桥主跨长144米，全桥共划分为79个梁段，是目前国内高铁建设中跨度最大、距离既有铁路线最近、梁高最高的连续梁。该项目的建设不仅涉及到复杂的空间位置关系、地理环境，而且涉及多项复杂工程，施工难度大，技术标准高，因此，保证桥梁工程施工方案的可行性对本项目的高效顺利实施至关重要，采用BIM技术辅助施工，且BIM技术应用贯穿整个施工过程。第二章 BIM应用背景2.2典型应用：肖家庄特大桥转体连续梁跨既有线施工距离既有铁路线最近仅18cm；距离既有线近，测量难度大；帽梁施工需在300min天窗内完成所有吊装作业； 跨沈海高速特大桥左单线26-29号墩设计采用纵向悬臂跨越方式，跨越既有线间距长达154m。纵向悬臂墩下部结构设计为双柱式框架墩，平均墩高为17.5m，上部为16.7m×4.7m×2.5m现浇悬臂帽梁，其中悬臂长度为3.35m，帽梁上部为14m长预制箱式梁上段。总计跨越三条既有铁路（分别为青连铁路左线、兖石线上行、兖石线下行)，国内无施工先例。利用BIM技术结合无人机扫描+3D扫描技术，实现了结构物的准确定位，模拟了吊装、架梁等全工序作业过程，确保了跨既有线施工安全。项目管理目标 企业应用目标三维验证技术交底虚拟建造高难度工艺差异化核心竞争力

质量安全 进度管控协同施工信息平台施工技术目标第二章BIM应用背景2.3BIM应用目标BIM建模软件 BIM应用软件 BIM运维软件Revit2017AutoCAD2017SketchUpNavisworks2017Fuzor2017Lumion6.03Dmax2017基于“BIM协同”的平台开发软件”第二章 BIM应用背景1.4BIM软件选择目录Contents 一、项目基本情况概述 二、BIM应用背景 三、

BIM应用成果 四、BIM价值分析 五、BIM后续规划第三章 BIM应用成果BIM技术全阶段施工应用中心理念：协同、协作；自动化、精细化1.结合“BIM+”技术自动采集数据，提高数据质量和采集效率2.基于BIM信息化协同平台，将BIM技术嵌入项目管理业务流程鲁南高铁第三章 BIM应用成果3.1BIM建模：项目族库开发与应用本项目中：族（构件级）种类超过200个族（单元级）种类超过1000个族（构件级）分类：主梁顶板、底板（45）防护墙（7）铁轨（12）轨道板（10）人行道（23）预制梁（12）桥墩（18）接触网立柱（24）护栏（300）承台（18）…族（构件级）文件清单第三章 BIM应用成果3.1BIM建模：项目族库开发与应用防护网墩身0号块防护墙防护栏杆人行道下部结构转体系统接触网立柱明确了基于软件平台的桥梁零件、构件、整体（桥梁单体）的实施路线第三章 BIM应用成果3.1BIM建模：项目族库开发与应用超前大管棚二衬超前小导管超前帷幕隧道水沟 仰拱明洞建立隧道工程族库，并利用有限元模型对隧道暗挖过程进行仿真分析。第三章 BIM应用成果

3.2BIM数据采集与应用：利用BIM结合无人机扫描+三维扫描技术，针对技术人员无法测量的位置进行自动化数据采集，精准定位，利用Bentley系统将点云文件进行处理，与BIM模型挂接实现场景统一。对铁路的空间位置、机械作业半径、范围、安全距离等数据进行精确统计和分析，充分利用数据价值指导施工方案切实可行，有效规避安全风险第三章 BIM应用成果3.3基于全景数据模型的三维场地规划利用扫描后的BIM全景数据模型结合公司场地布置标准化管理办法，对临建设施进行布局模拟，通过漫游对既有线等复杂位置、危险作业空间等进行方案规划，为后续施工争取时间，提升场地利用率，有效避免材料二次搬运。内部场景、安全体验区实景 外部场景、施工区漫游第三章 BIM应用成果3.4BIM模拟邻近既有线吊装作业：经BIM模型复核，发现18#、19#承台吊装拆模作业与营业线位置冲突，承台下部模板已改用砖模施工，同时，进行吊装路径模拟，提高施工功效，降低了施工中的安全风险。第三章 BIM应用成果利用BIM技术建立钢筋、预应力管道模型，在虚拟的三维环境下快速、全面、准确的计算，将施工中的结构、钢筋与预应力、张拉空间、作业空间等位置细化并检查设计图纸可能存在的错误及冲突问题，通过对0号块、箱梁等构件进行钢筋和预应力的检查，发现碰撞问题21处，针对碰撞报告的问题调整了钢筋形状，优化了钢筋布置。3.5结构碰撞、钢筋与预应力碰撞检查Revit中设置施工段按施工组织设计依次激活构件检查指导性施工方案是否合理检查构造是否发生碰撞总结碰撞检查应用经验第三章 BIM应用成果坐标采集根据BIM技术生成的梁体模型，结合碰撞情况，按照直线段60cm、曲线30cm，截取全截面整体井字架坐标。锚垫板定位锚盒、端模、锚垫板三者刚性栓接，整体吊装、通过BIM技术精确定位端模，实现锚垫板精确定位井子架制作依据截取不同断面管道坐标，精确加工相应截面的全截面整体井字架。井字架钢筋与管道间隙2mm。通过整体制作既保证管道之间相对位置，增加井字架的整体刚度。·管道定位在此以端模、侧模、顶板作为管道定位的基准面，井字架与钢筋骨架焊接固定。通过井字架的精确定位，实现管道精确安装。3.6BIM辅助精细化数据定位支座加强钢筋网片振捣棒预留孔道混凝土定点振捣技术•根据振捣棒作用半径预留竖向振捣孔道，孔道底部位于顶层钢筋网片上部20cm处。•通过预留竖向振捣孔道，实现对钢筋密集部位定点到底振捣，避免触及管道，造成破损、移位，防止发生隔空假实现象。•底板混凝土浇筑完毕后拆除预留孔道。预留孔道布料串筒3.6BIM辅助精细化数据定位第三章 BIM应用成果第三章 BIM应用成果3.7BIM辅助可视化交底：利用BIM技术，对整个施工过程全工序进行详细模拟、三维技术交底，避免安全隐患，有效指导施工。第三章 BIM应用成果

3.8合龙段钢盒吊装施工：利用BIM技术，分别从防护设置、吊车安放起臂、人工配合、精确定位、钢盒焊接、现场清理等作业内容进行模拟论证，精确分配每道工序作业时间，同时针对合龙段施工进行三维交底，从防护人员的就位与撤离、遮板安装、现场清理等作业内容分别进行详细交底、合理安排每道工序所需时间。有效指导现场施工。钢盒吊装模拟 中垮合龙模拟第三章 BIM应用成果利用BIM技术，针对工程项目材料用量等进行工程量提取、复核。同时针对不同需求，按不同类别进行分类统计，如按构件型号、按不同材质、按标高等。3.9BIM辅助工程量计算复核第三章 BIM应用成果3.10BIM施工流程规划安排：将project进度计划与BIM模型关联，按照项目总工期的要求，对本工程施工进度计划进行合理编制，直观展示施工工序顺序，记录实时动态完成情况，加强施工进度的统计和分析工作，及时调整施工计划偏差，确保关键线路的工期节点。有效预见工序交叉施工情况及避免工序冲突，保证项目进度计划的实施及项目施工的顺利进行。特大桥转体实施铁路局批复的天窗时间仅50分钟，为保证在点内顺利完成转体，利用BIM模型优化钢盒设计方案，由传统的矩形对接优化为平行四边形，避免了T构同时转体过程中的碰撞，目前现场合龙段钢盒已吊装完成。3.11BIM创新应用：辅助钢盒方案设计第三章 BIM应用成果3.12工艺仿真+实时监控：基于BIM技术，对转体施工的准备、试转体、正式转体、封闭转盘四个阶段分别开展方案优化，出具施工指导视频，同时为施工桥梁监控平台提供BIM数据模型，用以配合进行转体过程中的实时监控。第三章 BIM应用成果3.13BIM信息化协同管理综合应用BIM信息化协同管理平台BIM模型进度管理、轻量化展示质量安全管理第三章 BIM应用成果目录Contents 一、项目基本情况概述 二、BIM应用背景 三、

BIM应用成果 四、BIM价值分析 五、BIM后续规划第四章 BIM价值分析4.1实施效果工程量计算复合智能高效

利用BIM技术，通过建模确定构件实体位置，输入查询的构件信息，自动计算得到构件实体工程量，包括主体结构材料用量等针对不同需求按不同类统计，如按构件型号、材质、标高等，有效提高了算量工作的效率和准确性，为项目的进度管理、成本管理提供了基础数据。三维模拟验证降低风险通过BIM在虚拟的三维环境下进行快速准确的计算，将施工中的结构、钢筋与预应力、张拉空间、作业空间等位置,并检查设计图纸可能存在的错误及冲突问题，确定既有线位置冲突，消除了由位置冲突问题产生的设计变更和工程洽商，减少返工,降低施工安全风险。促进施工技术能力提升无人机BIM+三维扫描技术扫描既有线进行数据处理，与BIM模型实现场景统一，辅助制定施工方案，校核既有线空间位置关系，实现三维技术交底、对施工现场进行方案设计、工艺模拟，通过多处交底、仿真模拟等工作，确保了施工任务的完成，促进了施工技术能力的提升。4.3管理效益 通过BIM三维模型准确提取工程量，提高成本控制中工程量计算环节的工作效率和精度，工作量可减少50%以上。 BIM的协作方式让各参与方实现统一模型的信息交换和共享，基于BIM模型进行工程质量、安全、施工等协同管理，三维可视化使信息更通畅，提升管理效益。 BIM信息模型随施工进度逐步完善，项目实施过程中关键信息和数据资料存储于模型中，形成数据库，便于日后对该项目的查找和追溯，为项目管理提供数据支持，有效提升管理效益。 通过BIM施工模拟论证了方案可行性，合理安排工序，安全高效完成了全线所有的跨越既有线施工。4.1经济效益 BIM技术在应用过程中，通过图纸审查、方案模拟、工艺仿真、参数化模型应力分析碰撞检测，有效减少错漏碰缺，避免返工资源浪费，优化施工方案，带来显著经济效益。4.2工期效益第四章 BIM价值分析4.4企业效益 通过发展BIM技术，积累数据标准及业务标准，大幅度提升工程建造水平，促进工程项目实行精细化管理，为市场营销、项目履约提供有力的技术支持和差异化科技竞争优势。 BIM技术成果可被集团类似工程重复使用，其施工工艺具有传承、指导意义。 通过BIM在本项目中的实践应用，培养了大量专业技术人才，深化了技术人员对BIM的认识，为建立BIM人才梯队打下良好的基础。第四章 BIM价值分析本项目后续规划

BIM技术通过在高铁领域中的应用，相对于传统的施工管理模式，在BIM技术的辅助、引领与推动下，论证了复杂施工的尤其是跨既有线施工的可实施性，规避了碰撞及其他问题，显著提升了施工效率，促进施工技术和管理模式的创新，我