BIM技术在桥梁工程中的应用.pptx

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1、吴宏波吴宏波中交公路规划设计院有限公司公路长大桥建设国家工程研究中心中国公路勘察设计协会BIM技术论坛.如何使如何使BIMBIM技术在桥梁技术在桥梁程程中最中最化地体现价值化地体现价值n BIM的价值体现于在工程建设全生命期实现各方信息交流n 根据需求，利用BIM技术提高设计、施工和运维管理效率与质量BIM技术在桥梁工程中的应用概概 述述1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用 3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用 4.软件及标准软件及标准5.发展展望发展展望BIM技术在桥梁工程中的应用提提 纲纲.BIMBIM协同设计协同设计n 通过BIM协同

2、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1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用.BIMBIM协同设计协同设计n 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1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用.参数化建模参数化建模n 实现常规标准化桥梁的参数化，复杂特大桥梁主要构件的参数化n 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、批量化完成全线桥梁的设计建模1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用BI

3、M技术在桥梁工程中的应用.参数化建模参数化建模n 实现桥梁与线路、地形、地质的关联化，通过辅助软件保证设计变 更的快速完成，通过将模型和实际环境的融合实现设计方案比选1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用l BIMBIM与计算分析软件结合与计算分析软件结合n 传统设计中，图纸模型与计算模型相互割裂n 研发参数化建模软件，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n 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一1.设计阶段设计阶段BIM技术应用

4、技术应用分析软件计 算BIM技术在桥梁工程中的应用BIM模型整体、局部 计算模型BIMBIM模型与计算结合流程模型与计算结合流程.桥梁三维非线性数值分析软件桥梁三维非线性数值分析软件OSISOSISn 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计算软件 分析功能分析功能n 车辆荷载模拟n 预应、收缩徐变模拟n 温度荷载分析n 施阶段非线性模拟n 成桥阶段非线性模拟 完成进度完成进度n 连续梁、连续刚构计算n 斜拉桥内测中n 悬索桥内测中1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用应用.在港珠澳大桥沉管隧道施工图设计和在港珠澳大桥沉管隧道施工图设计和 大连湾

5、初步设计成功应用大连湾初步设计成功应用.沉管隧道结构沉管隧道结构-基础设计基础设计集成系统集成系统n 自主开发了国内首款沉管隧道专用综合分析软件，解决了沉管隧道结构 和基础计算难题技术特点.建模效率高建模效率高：参数化建模，真实高效模 拟接头、GINA止水带等沉管隧道构件.计算精度高计算精度高：计算精度与国际商业有限 元软件一致，且获国内外多家知名单位 平行复核验证1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用 3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用 4.软件及标准软件及标准5.发展

6、思考发展思考BIM技术在桥梁工程中的应用提提 纲纲2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用BIMBIM技术在施工阶段的应用流程技术在施工阶段的应用流程钢梁制造钢梁制造.制造与预拼装制造与预拼装n 钢构件制造钢构件制造体化（体化（1/21/2）方式一方式一：在三维模型软件中导出二维图纸来供实际加工使用 方式二方式二：应用部分自动化的功能对三维模型进行辅助加工制造，如 Tekla Structures所具有的自动套料排版功能生成制造输出数据 方式三方式三：将三维模型以中间数据格式的方式同数控设备进行直接对 接，以自动化方式完成对零部件的精确制造。如Tekla Stru

7、ctures的.dstv格式就能够同Ficep以及HGG公司所生产的数控设备直接对接机床线切 割板材2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用建立BIM模型生产Dxf文件专业程序生产数控G代码BIM技术在桥梁工程中的应用2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用.钢构件制造钢构件制造体化（体化（2/22/2）BIM技术在桥梁工程中的应用港珠澳沉管隧道最终接头港珠澳沉管隧道最终接头teklatekla模型模型.钢构件虚拟预拼装钢构件虚拟预拼装 构件制造完成后，首先采用三维数字摄影等技术进行实体尺寸的扫描 ,获取高精度高分辨率的数字模型，制作模拟构件。然后通过仿真检 测技术将模拟构件和BIM标准模

8、型进行复模，找出偏差指导修正来辅助制造2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用BIM技术在桥梁工程中的应用.4D4D施施过程模拟过程模拟n 施施艺模拟及辅助计算艺模拟及辅助计算 为关键施工步骤模拟提供可视化解决方案，解决施工中存在的错漏碰;为关键施工步骤模拟提供空间有限元计算几何模型，保证施工安全性2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用.施施艺模拟及辅助计算艺模拟及辅助计算 BIM可视化交底可直观快速地表达施工步骤。通过BIM技术结合施工 作业指导书、施工模拟和现场标准视频进行BIM可视化交底，可大大 减少误读，避免质量问题、安全问

9、题，减少返工和整改2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用n 施施进度管理进度管理 将BIM模型附加施工进度计划属性参数，形成4D模型。直观展现计划 建造过程，分析实际施工与进度计划的偏差，合理纠偏并调整进度 计划，使管理者对变更方案带来的工程量及进度影响一目了然2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用.施施质量管理质量管理 三维模型中附加构件质检要求，验收时通过App直观查询构件质检要求,并录入质量信息，并传入系统进行统一管理.施施质量复核质量复核 利用三维扫描仪对构筑物进行三维扫描获得目标物点云数据，通过三 维模型与点云模型进行对比和可进行外观质量复核。利用

10、探伤仪获得 目标物内部缺陷，进行构件质量复核2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用BIM技术在桥梁工程中的应用n 施施安全监控与分安全监控与分析析 将施工过程中的结构变形和受力监测数据与理论分析结果进行对比，沉降数据形变数据挠度数据支反数据主桥监控临设结构应监控设计模型 分析模型 计算结果综合分析 安全预警并进行安全预警，形象展示预警位置，提供解决问题的可能技术方案2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用安全分安全分 析预警析预警监控数监控数 据集成据集成量测数量测数 据集成据集成模型模型 整合整合.5D5D资源管理资源管理n 5D5D程算量程算量 自动计算整

11、个工程、任意WBS节点在任意时间范围的工程量以及累 计工程量；自动计算指定时间段内相应的人力、材料的计划用量和 实际消耗量；预测指定日期的资源消耗量，并以此为依据指导采购2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用.计量支付计量支付 基于施工BIM模型进行计量，保证项目、数量、进度、细目等的准 确性；自动生成验收申请报告，并附带相关信息；自动生成计量支 付申请报告；动态显示项目的计量支付状态2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用.精确模型移交精确模型移交n 竣竣数字化交付数字化交付 在施工结束后，将形成一个真实反映建筑物实际情况的竣工模

12、型和 包含质量、物资、设备、文档等多重信息的数据库，这些将同样作 为施工成果，形成竣工档案，并移交到运维阶段2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用 3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用 4.软件及标准软件及标准5.发展展望发展展望BIM技术在桥梁工程中的应用提提 纲纲.桥梁桥梁BIMBIM建养建养体化云体化云平台平台.建立建立基于基于BIM技术的桥梁管养一体化平台技术的桥梁管养一体化平台，解决全寿命周期的可视化信，解决全寿命周期的可视化信息共享，息共享，实现桥梁精细化、动态

13、化管理实现桥梁精细化、动态化管理.坚持以坚持以“全寿命周期内的监管养护全寿命周期内的监管养护”为目标，通过数字化养为目标，通过数字化养护，建立桥梁全寿命护，建立桥梁全寿命 期的数字化、信息化档案期的数字化、信息化档案.及时及时“感知桥梁感知桥梁”，在结构危险萌芽阶段发出预，在结构危险萌芽阶段发出预警警3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用桥梁建养一体化平台桥梁建养一体化平台.桥梁桥梁BIMBIM建养建养体化云体化云平台平台.桥梁感知系统：通过检测系统获得桥梁结构的动态响应及环境等数据信息.数据传输系统：通过高效数据访问通道，实现数据于广域网中的安全传输.中央大数

14、据存储系统：实现桥梁群现场感知信息的中央云存储.虚拟镜像还原系统：将各座桥梁现场服务器环境虚拟化还原到数据中心，实现 在国家工程中心近端集中管理分析远程数据的需求桥梁现场感知及传输系统桥梁现场感知及传输系统 中央大数据存储系统中央大数据存储系统 现场虚拟镜像还原系现场虚拟镜像还原系统统3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用专网专网 无线网络无线网络BIM技术在桥梁工程中的应用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l 桥梁桥梁BIMBIM建养建养体化云平台体化云平台：桥梁国家桥梁国家程研究中程研究中实施示范实施示范3.运维阶段运维阶段BI

15、M技术应用技术应用云数据 中心监控大厅桥梁国家工程研究中心桥梁国家工程研究中心决策室l 桥梁桥梁BIMBIM管养系管养系统研发统研发n 将桥梁关键构件的建设期安全监控信息与将桥梁关键构件的建设期安全监控信息与运营期养护管理信息相结合，形成桥梁运营期养护管理信息相结合，形成桥梁 一体化监管，实现桥梁全寿命周期内各种数据分析、一体化监管，实现桥梁全寿命周期内各种数据分析、管理、共享和信息融合管理、共享和信息融合3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用BIM技术在桥梁工程中的应用养护期养护期数字化巡检养护数字化巡检养护施工期安全数施工期安全数 据信息管理据信息管理桥梁数字建模桥梁数字建模桥梁数字建

16、模桥梁数字建模远程健康监测远程健康监测桥梁管养决策桥梁管养决策施工模拟施工模拟施工模拟施工模拟施工期施工期养护期养护期施工期安全数施工期安全数据信息管理据信息管理养护期养护期数字化巡检养护数字化巡检养护3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用l 桥梁桥梁BIMBIM管养系管养系统研发统研发BIM技术在桥梁工程中的应用施工期信息管理施工期信息管理远程健康监测远程健康监测桥梁数字建模桥梁数字建模远程健康监测远程健康监测桥梁管养决策桥梁管养决策施工模拟施工模拟施工期施工期养护期养护期养护期养护期数字化巡检养护数字化巡检养护桥梁管养决策桥梁管养决策3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用l 桥梁桥

17、梁BIMBIM管养系管养系统研发统研发BIM技术在桥梁工程中的应用施工期安全数施工期安全数 据信息管理据信息管理数字化巡检养护数字化巡检养护桥梁管养决策桥梁管养决策远程健康监测远程健康监测桥梁数字建模桥梁数字建模施工模拟施工模拟施工期施工期养护期养护期选择桥型输入桥梁 基本参数建设期成本计算管理成本计算保险成本计算专项检测成本计算用户成本计算环境影响成本计算拆除成本计算n 桥梁全寿命周期成本桥梁全寿命周期成本桥梁整个寿命期内用于桥梁整个寿命期内用于桥梁的桥梁的规划规划、研究研究、设设 计计、实验实验、施工施工、养护养护、检测检测、维修维修、管理管理、拆拆 除除等各阶段作业所支付等各阶段作业所支

18、付 的成本总称的成本总称n 桥梁全寿命周期成本折桥梁全寿命周期成本折现率计算模型现率计算模型用社会折现率和物价波用社会折现率和物价波动水平来表征计算动水平来表征计算养护成本计算建设期成本管理成本养护成本专项检测成本维修成本保险成本用户成本环境影响成本拆除成本桥梁全寿命周 期成本3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用l 桥梁全寿命周期成本计算及评估桥梁全寿命周期成本计算及评估保险成本 参数用户成本 参数环境影响 成本参数拆除成本 参数BIM技术在桥梁工程中的应用建设期成 本参数管理成本 参数养护成本 参数桥梁全寿命周期成本分析流程桥梁全寿命周期成本分析流程桥梁全寿命周期成 本计算LCC计 算

19、成果工程项目成本 参数折现率专项检测 成本参数维修成本 参数维修成本计算1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用 3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用 4.软件及标准软件及标准5.发展展望发展展望BIM技术在桥梁工程中的应用提提 纲纲Tekla BIMsightNavigator国外产品多国外产品多，国内少国内少 设计产品多设计产品多，管理少管理少ENOVIAPrologVicoOfficeBIM技术在桥梁工程中的应用l 国内外主要国内外主要BIMBIM软件软件4.软件及标准软件及标准SketchBook清华学BIM-FIM众智CITYPLAN

20、清华学 4D-BIM联达5DProStructuresConstructware DELMIASTAAD Pro联达GICD GEOVIA3BentleyAECOsimBuildingDesignerTrimble.PowerCivil ContructSim Tekla Structure Bentley FaciliNesSOLIDWORKS GreenBuildingRevit RobotPipeDesignerProjectWise国内SketchUpNavisworksFabricaNonMagiCAD规规 划划设设 计计运运 维维SIMULIA施施 BIM360WinEst鸿业CA

21、TIABIM技术在桥梁工程中的应用软件名称软件名称适用性适用性局限性局限性Revit(AUTODESK)软件系统的设计是按照建 筑的习惯，以轴网、楼层 为建模基础，最适合建筑 行业对于长距离路线的建模未 进行优化，模型巨大，且 不支持并行计算PowerCivil(Bentley)具有路线功能，涉及到路 线和全桥的大方案Bentely 的产品最合适应用于桥梁设计还需进行 二次开发CaNa(Dassault)强项在局部精细化模型，最适合复杂模型建模，可以用于大桥的复杂局部建模不适合长距离，大体量的 全桥模型Tekla(Trimble)最适合于钢结构，主要钢 结构加工单位使用，比如 振华直接用它出加

22、工图不适合长距离，大体量的 全桥模型l 国内外主要国内外主要BIMBIM软件应用分析软件应用分析4.软件及标准软件及标准.BIMBIM标准研究标准研究n 国外对于BIM数据标准以及应用标准已经有较多研究，形成了较全面的BIM标 准体系n 国内建筑、市政、铁路等领域均在积极推动标准研究，形成了建筑工程设计 信息分类和编码标准、建筑工程设计信息模型交付标准、铁路工程信 息模型分类和编码标准、铁路工程实体结构分解指南以及中国市政设 计行业BIM实施指南n 中国交建在中交集团科技项目“BIM技术在中国交建工程设计中的应用研 究”中，按照专业分工由所属各子公司分别进行本专业BIM标准的制定工作 参加单位

23、：二航院、一公院、二公院、公规院、水规院、铁路院、机场院等 涉及专业：港航工程、公路工程、隧道工程、桥梁工程、建筑工程、铁路工程、机场工程（公规院承担BIM技术在长大桥梁中的研发及应用）BIM技术在桥梁工程中的应用4.软件及标准软件及标准企业标准名称企业标准名称内容内容桥梁工程信息模型分类和桥梁工程信息模型分类和编码标准编码标准规范构件和信息名称，统一编码，实现桥梁工程全生命周期信息的交换、共享。目的提高信息处理效率，实现计算机自动处理桥梁工程信息模型交付标准桥梁工程信息模型交付标准规范模型、构件、信息深度和交付内容。目的提高各专业各阶段信息规范化、可操作性.BIMBIM标准研究标准研究.结合

24、桥梁BIM技术应用实践，与施工相关需求对接，完成桥梁工程信息模型分类和编码标准、桥梁工程信息模型交付标准初稿，并在实际应用中不断完善标准。BIM技术在桥梁工程中的应用4.软件及标准软件及标准1.设计阶段设计阶段BIM技术应用技术应用2.施工阶段施工阶段BIM技术应用技术应用 3.运维阶段运维阶段BIM技术应用技术应用 4.软件及标准软件及标准5.发展展望发展展望BIM技术在桥梁工程中的应用提提 纲纲制定政策法规和发展目标，推动BIM技术应用突破BIM应用关键技术，研发实用的BIM软件建立BIM标准体系，编制相应的应用标准5 渐进发展渐进发展 BIM应用按照发展目标，分阶段、分步骤循序推进 管理变管理变 优化工作流程，建立基于BIM的管理模式BIM技术在桥梁工程中的应用5.发展展望发展展望标准先标准先技术创新技术创新.作重作重点点1234政策导向政策导向