BIM技术城市道路建设基础项目实施.pptx

1、同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司市 政 工 程 设 计 院2020.4.6基于BIM的基础设施（路桥）项目全过程设计实践南宁市东西南宁市东西南北向快速路南北向快速路立交工程立交工程2020“创新杯”建筑信息模型（BIM）应用设计大赛01 同济设计和BIM团队02 项目概况与BIM应用目标03 BIM应用成果与价值分析04 项目总结目录目录Contents201420132012从事城市基础设施的综合性甲级设计咨询研究单位依托TJAD和同济大学，具备及设计、研究、咨询为一体的综合设计能力2012年开始BIM探索实践之路3D打印创新二次开发2012设计BIMnTJAD市政设计院n =同济大学

2、建筑设计研究院（集团）有限公司同济设计和同济设计和BIMBIM团队团队0101BIM经理:刘斐桥梁:张琪峰道路:徐辰结构:景骞交通:谢仲磊给排水:朱其玮道路:梁颖慧BIM总负责人:徐海军BIM总负责人BIM项目经理BIM道路BIM桥梁BIM排水BIM结构BIM交通桥梁:顾宝贵道路:乐超团结，富有活力，充满创新精神的团队nBIM团队同济设计和同济设计和BIMBIM团队团队0101n企业级BIM实施标准同济设计和同济设计和BIMBIM团队团队0101东西向快速路南北向快速路工程地理位置图明秀西路江北大道朝阳路鲁班路工程研究范围现状骨干路网项目名称 南宁市城市东西南北向快速路立交工程工程范围 以立交

3、为中心向快速路四个方向延伸至上、下游匝道出入口处，包含近15km2范围的中心城区设计内容 交通流量预测与分析、立交总体方案选择以 及道路、桥梁、排水、照明、绿化景观、节能环保等全专业和全过程的设计 项目概况和项目概况和BIMBIM应用目标应用目标 项目概况项目概况0202用地局促，场地复杂，如何在众多限制条件下完成设计目标？项目难点BIM应用目标专业众多，工程规模庞大，如何避免专业设计间的相互干扰？公众关注度高，智能化交通需求，为打造南宁智慧城市奠定基础建立完整的场地和立交工程信息模型全过程全专业协同设计基于BIM的交通性能分析和 项目概况和项目概况和BIMBIM应用目标应用目标 项目难点和项

4、目难点和BIMBIM应用目标应用目标0202基础设施（路桥）项目BIM设计全过程解决方案基于道路曲线的异性结构创新建模方法基础设施（路桥）项目族库开发与应用基础建模基于BIM的交通仿真分析和交通安全分析基于BIM的工程优化设计面向施工的平法出图拓展应用Revit环境下桥梁快速建模平台的开发二次开发应用深度BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析0303符合基础设施项目的工程特点和设计流程；基于现有BIM软件的技术和功能；满足不同水平施工企业的需求；场地条件建模(Civil 3D）方案模型(Infraworks)道路平纵设计(Civil 3D)工可/方案阶段初步设计阶段施工图设计阶段规划

5、条件建模(Map 3D）交通仿真分析(Vissim）详细模型(Civil 3D/Revit)异形结构建模(SU/Rhino）结构力学分析(Midas/TDV/Ansys）交通安全分析(Civil 3D）细部力学分析(Midas/TDV/Ansys）碰撞和净空检查(Navisworks/Civil 3D）平法出图和算量(Revit/Civil 3D/ACAD）施工流程模拟(Navisworks）施工模型施工组织模拟传统设计文件施工阶段中心模型n设计全过程的BIM解决方案框架图特点BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 建立基础设施建立基础设施(路桥路桥)项目项目BIMBIM设计解决设计

6、解决方案方案0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIM应用价值 可视化的方案展示，更容易被业主和公众理解，提高方案决策的科学性n应用示例一：利用BIM方案模型进行方案决策BIMBIM应用应用成果与成果与价值分析价值分析 建立基础设施建立基础设施(路桥路桥)项目项目BIMBIM设计解决设计解决方案方案0303一般较大较少用地面积拆迁面积一般较大较少隧道面积无较多较少方案一方案二方案三对铁路的影响上跨铁路，影响很大上跨下穿兼有，影响较大下穿铁路，影响较小布置紧凑，平面关系复杂匝道半径较小，行车舒适度欠佳线形优美，层次简单路线线形二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n

7、应用示例二：全专业的协同设计建立详细模型道路桥梁隧道管线交通和附属工程中心中心中心中心模型模型模型模型BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 建立基础设施建立基础设施(路桥路桥)项目项目BIMBIM设计解决方案设计解决方案0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n应用示例二：全专业的协同设计建立详细模型BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 建立基础设施建立基础设施(路桥路桥)项目项目BIMBIM设计解决方案设计解决方案0303BIM应用价值 避免专业间设计矛盾，提高了工作效率二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n难题BIMBIM应用成果与价值分

8、析应用成果与价值分析 基于基于道路曲线的道路曲线的异形结构异形结构创新建模方法创新建模方法0303让人束手无策的变宽梁的建模？基于道路空间曲线的桥梁和地道结构，在道路变宽时，由于道路边线和道路中心线按不同规律变化，一般软件的的放样建模功能不适用，这是路桥项目建模最大难点C3DRevit创新建模方式创新建模方式n解决二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于道路曲线的异形结构创新建模方法基于道路曲线的异形结构创新建模方法0303Step1：创建横断面模型创建横断面模型Subassembly ComposerStep2：创建平面路线及纵断

9、面创建平面路线及纵断面Step3：生成地道结构实体生成地道结构实体Autodesk Civil 3D 二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模Autodesk Civil 3D Step4：参数化加工，完善细节参数化加工，完善细节Autodesk Revit 地道匝道分流结构地道匝道分流结构BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基础基础设施（路桥）项目族库开发与应用设施（路桥）项目族库开发与应用0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模基础设施（路桥）族库桥梁上部结构箱梁族预应力族下部结构桥台族桥墩族附属结构支座族道路标志族禁令标志族标线族地道框架族附属工程路

10、灯族n族库框架BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基础设施（路桥）项目族库开发与应用基础设施（路桥）项目族库开发与应用0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n族库示例桥梁箱梁族桥梁预应力族桥梁下部结构族桥梁支座族道路标志族道路标线族地道框架族路灯族BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基础基础设施（路桥）项目族库开发与应用设施（路桥）项目族库开发与应用0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n族库应用：参数化的建模BIM应用价值 路桥项目可用族较少，开发族库可以推动BIM在路桥项目的应用BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析

11、 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n利用BIM模型进行交通仿真分析，解决交通难题问题问题1?1?为什么加减速车道满足规范要求，还是会出现交通拥堵？问题问题2 2：多长的加减速车道长度才不会造成工程浪费？解决：解决：BIMBIM建建模模+交交通通仿仿真分析真分析3D3D仿真仿真密度分析图密度分析图速度分析图速度分析图BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模B

12、IM应用价值 基于BIM的交通仿真分析，解决了可能存在的交通拥堵问题整体交通仿真整体交通仿真所用相关软件 Autodesk Civil 3D 2014 道路设计、视距分析 Autodesk Revit 2014 道路实体建模 Autodesk 3ds Max Design 2014 道路标线建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n利用BIM进行视距分析，发现可能存在交通安全问题问题问题1?1?传统方法只能逐个对“点”进行分析，不能对整条路线进行分析

13、效率问题？问题问题2?2?二维设计方法无法统筹考虑道路平、纵、地形以及其它设施对视线的影响安全问题？解决：解决：三维的BIM模型，结合视距分析工具，可以高效、准确地发现并解决问题应用一 高架道路停车视距分析应用二 平面交叉口三角形停车视距分析应用三 匝道入口端部三角形通视区视距分析BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n应用一 高架道路停车视距分析左车道分析结果右车道分析结果视距分析图车速40km/h时，停车视距满足安全需要。40东北匝道区位图东北匝道

14、区位图东北匝道结构图BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n应用一 高架道路停车视距分析左车道分析结果右车道分析结果视距分析图车速50km/h时，右车道局部路段停车视距不满足安全需要50BIM应用价值 空间地对车道进行完整连续的停车视距分析，确定安全行车速度东北匝道区位图东北匝道区位图东北匝道结构图平面二维分析（未考虑地形影响）BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析

15、0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n应用二 平面交叉口三角形停车视距分析新阳路/永和路地面交叉口透视图安全安全？BIM三维分析（考虑地形影响）透视图NOBIM应用价值 充分考虑地形和其他设施的影响，不会遗漏安全问题视距分析图视距分析图永和路新阳路BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的交通仿真分析和交通安全分析的交通仿真分析和交通安全分析0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模东北匝道/西北匝道入口端部透视图BIM三维分析透视图BIM应用价值 充分考虑地形和其他设施的影响，不会遗漏安全问题n应用三 匝道入口端部三角形通视区视

16、距分析匝道入口端部视距分析图视距分析图BIM三维分析三角网体积曲面 利用路面顶与桥面底形成体积曲面，得到净空值的分布情况利用路面顶与桥面底形成体积曲面，得到净空值的分布情况Autodesk Civil 3D 2014BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n立交净空检查与最优化设计问题问题?复杂的立交让道路空间关系复杂程度呈几何级数增加，二维设计让设计人员很难兼顾，往往只能保证满足要求而很难优化；BIMBIM来解决：来解决：基于BIM模型，使用三角网体积曲面直观显示净空分析结果，让

17、设计人员更加容易的进行分析和优化设计Step1/对整个立交进行全面净空检查二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n立交净空检查与最优化设计BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303各道路交叉净空分布图净空分布占比5m5m 6m 6m6m 8m6m 8m8m 10m8m 10m10m 12m10m 12m12m 14m12m 14m14m 16m14m 16m 16m 16mStep2/判别和选择净空富余较大的道路作为优化目标二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n立交净空检查与最优化设计BIMBIM应用成果与价

18、值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303南北主线终点段、WN匝道、NW匝道、ES匝道净空富余较大各道路交叉净空分布图净空分布占比5m5m 6m 6m6m 8m6m 8m8m 10m8m 10m10m 12m10m 12m12m 14m12m 14m14m 16m14m 16m 16m 16mWNNWES南北主南北主线Step3/调整目标道路纵断面二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模n立交净空检查与最优化设计BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303调整后调整后调整后调整后例如，

19、WN匝道长约950m,纵断面平均下降约2m。950m950m 高程高程 优化前优化前 优化后优化后 差值差值5m 6m 5m 6m 5m 6m 5m 6m 20%20%20%20%40%40%40%40%6m 8m 6m 8m 6m 8m 6m 8m 30%30%30%30%37%37%37%37%8m 10m 8m 10m 8m 10m 8m 10m 20%20%20%20%13%13%13%13%10m 12m 10m 12m 10m 12m 10m 12m 15%15%15%15%8%8%8%8%12m 14m 12m 14m 12m 14m 12m 14m 5%5%5%5%1%1%1%

20、1%14m 16m 14m 16m 14m 16m 14m 16m 1%1%1%1%0.5%0.5%0.5%0.5%16m 16m 16m 16m 2%2%2%2%0.5%0.5%0.5%0.5%20%20%20%20%7%7%7%7%7%7%7%7%7%7%7%7%4%4%4%4%0.5%0.5%0.5%0.5%1.5%1.5%1.5%1.5%二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303BIM应用价值 降低了立交高度，相比原方案减少工程造价2%（人民币2500万元）n立交净空检查与最

21、优化设计Step4/净空分析，检查优化效果5m5m 6m 6m6m 8m6m 8m8m 10m8m 10m10m 12m10m 12m12m 14m12m 14m14m 16m14m 16m 16m 16m二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303BIM应用价值 避免和减少可能在施工中才能发现的问题设计变更n碰撞检查和地下管线优化设计问题问题?已有地下管线和新设管线冲突？各种结构物地下位置的冲突？在老城复杂环境下的设计挑战BIMBIM来解决：来解决：完整的地面和地下环境建模，利用碰撞

22、检查发现和解决问题碰撞检查结果管线搬迁（黄色）方案与新建雨水（青色）管线设计二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 基于基于BIMBIM的工程优化设计的工程优化设计0303n关键工序施工模拟问题问题?老城区施工对公众生活影响很大，如何在设计时就考虑最优的施工方案？BIMBIM来解决：来解决：基于BIM对于重要节点进行施工流程模拟，优化方案BIM应用价值 通过施工模拟，避免了完全中断交通对公众出行的不利影响二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出图

23、0303适应当前基础设施项目施工适应当前基础设施项目施工企业水平，图纸仍是过渡期企业水平，图纸仍是过渡期不可缺少的交付产品不可缺少的交付产品模型 or 图纸二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出图0303n参数化和关联建模，图纸和工程量自动更新现有软件对于路桥基础设施项目，出图功能较弱二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出图0303n全专业的平法出图桥梁总图上部结构下部结构桥位平面图桥型布置图桥型布置图桥型布

24、置图钢束立面布置图钢束横断面布置图钢束大样图钢束透视图桥墩构造图桥墩钢筋图承台钢筋图桩基构造钢筋图箱梁构造图二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出图0303桥梁道路隧道管线桥梁总图上部结构下部结构路面设计图管线饱保护设计图侧平石大样图逐桩坐标表直曲表竖曲表填挖方表工程数量表平面设计图纵断面设计图标准横面设计图路基处理设计图二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出图0303桥梁道路隧道排水二次开发二次开发拓展应用

25、拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出图0303桥梁道路隧道排水桥梁道路隧道排水总体布置图平面设计图总体布置图构造配筋图平面设计图纵断面设计图道路道路地道地道桥梁桥梁管线管线图纸类型出图比例图纸类型出图比例图纸类型出图比例图纸类型出图比例全专业80%结构构造100%总图90%全专业90%结构钢筋90%上部结构构造60%上部结构预应力60%上部结构普通钢筋30%下部结构构造90%下部结构钢筋80%二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 面向面向施工的平法出图施工的平法出

26、图0303n平法出图比例BIM应用价值 从二维向三维过度阶段不可缺少的工作，适应不同施工企业的需求二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 RevitRevit环境下桥梁快速环境下桥梁快速建模工具的建模工具的开发开发0303n难题可用于桥梁结构的建模工具薄弱当前BIM软件对于基础设施项目支持较少，特别桥梁结构功能几乎是空白，阻碍了BIM应用的推广在在RevitRevit环境中进行二次环境中进行二次开发，建立桥梁快速建模开发，建立桥梁快速建模工具工具n解决二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果

27、与价值分析 RevitRevit环境下桥梁快速环境下桥梁快速建模工具的建模工具的开发开发0303n总体框架按照桥梁结构的特点，建立起建模工具基本框架针对每一功能，使用C#语言进行编程二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 RevitRevit环境下桥梁快速环境下桥梁快速建模工具的建模工具的开发开发0303n应用示例一：快速创建桥墩二次开发二次开发拓展应用拓展应用基础建模基础建模BIMBIM应用成果与价值分析应用成果与价值分析 RevitRevit环境下桥梁快速环境下桥梁快速建模工具的建模工具的开发开发0303n应用示例二：将位于平曲线的

28、桥梁展开为直线，方便平法出图项目总结项目总结0404n n n n建立了适用于基础设施（路桥）项目建立了适用于基础设施（路桥）项目建立了适用于基础设施（路桥）项目建立了适用于基础设施（路桥）项目BIMBIMBIMBIM设计全过程解决设计全过程解决设计全过程解决设计全过程解决方案方案方案方案n n n n基于基于基于基于BIMBIMBIMBIM模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为业主进行科学决策

29、和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示n n n n通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题项目总结项目总结0404n n n n建立了适用于基础设施（路桥）项目建立了适用于基础设施（路桥）项目建立了适用于基础设施（路桥）项目建立了适用于基础设施（路桥）项目BI

30、MBIMBIMBIM设计全过程解决设计全过程解决设计全过程解决设计全过程解决方案方案方案方案n n n n基于基于基于基于BIMBIMBIMBIM模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为模型的拓展应用，为工程技术人员确定最优的工程解决方案帮助，为业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示业主进行科学决策和为公众了解工程项目提供了真实直观的演示n n n n通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题通过创新建模方法和二次开发解决了基础设施项目建模难题 谢谢！谢谢！Thank You！同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司市政工程设计院市政工程设计院2020.06.15