BIM在桥梁方面的应用案例解析

AutodeskisaregisteredtrademarkofAutodesk,Inc.,and/oritssubsidiariesand/oraffiliatesintheUSAand/orothercountries.Allotherbrandnames,productnames,ortrademarksbelongtotheirrespectiveholders.Autodeskreservestherighttoalterproductandservicesofferings,andspecificationsandpricingatanytimewithoutnotice,andisnotresponsiblefortypographicalorgraphicalerrorsthatmayappearinthisdocument.©2013Autodesk,Inc.Allrightsreserved.©2012AutodeskAutodesk愿景是帮助人们想象、设计和创造一个更加美好的世界桥梁案例解析桥梁BIM应用发展历程Revit/Inventor，C3D,AIW,NW行业进展结语大纲BIM技术在范蠡大桥项目中的应用同济大学建筑设计研究院(集团）有限公司ArchitecturalDesign&ResearchInstituteofTongjiUniversity(Group)Co.,Ltd.信息建模工程设计生产加工施工安装运营维护工艺评定过程仿真项目管理运维管理产品全生命周期BIM技术应用软件平台桥梁构件几何建模、模型整合、信息赋予道路建模、地形建模、地质建模地形地物建模板件安装焊接顺序安排施工流程仿真、碰撞检查、工期安排TOS项目管理平台过程管理、运维管理BIM应用流程RevitCivil3DInfraworks360NavisworksNavisworks基于BIM的设计施工一体化四、技术路线5.3协同设计方法：按专业和任务段划分安排子项，设点相同的项目基点，链接到中心文件；优点:互相提资、互不干扰（设置修改权限），结果实时更新与共享；内容：专业之间协同、节段之间协同、节段内部协同;硬件平台：本公司服务器;软件平台：Revit;范蠡大桥中心文件.rvt结构-主桥.rvt结构-引桥.rvt道路.rvt引桥附属.rvt主桥附属.rvt排水.rvt电气.rvt地形.rvt导出钢塔设计钢梁设计可施工性Revit导出Sat文件导入Ansys复杂节点BIM模型优化调整受力合理？安全？中横梁复杂节点局部计算分析应用：BIM模型与计算局部构造设计有限元软件力学分析5.2复杂节点三维精细化设计5.2复杂节点三维精细化设计（adaptivemass）碰撞排除钢塔设计钢梁设计可施工性塔内板件关系检查2悬臂1小纵梁5.2复杂节点三维精细化设计箱梁爆炸图3边腹板4底板-15底板-26中腹板7横隔板8顶板9防撞护栏人行道护栏10人行道道板112341568109711梁内板件关系检查钢塔设计钢梁设计可施工性钢箱梁S19节段钢塔设计钢梁设计可施工性5.2复杂节点三维精细化设计Revit模型VS节段加工5.3协同设计塔&索协同梁&索协同桥塔设计钢梁设计拉索角度塔柱角度开孔、横隔板各节段锚板设计拉索角度斜拉索结构-结构结构-地勘结构-附属结构-管线5.3协同设计结构人员设计完主梁绕塔节段电气设计人员协同结构：修改小纵梁，由直改斜，使管道可以绕过塔柱设计中通过协同，及时发现问题，及时调整，避免变更造成带来的浪费人行道下电气管线将RVT连接到中心文件纵向电气管道与中塔塔柱冲突，无法布管电气管线布置价值：协同后的小纵梁与布管结构-结构结构-地勘结构-附属结构-管线结构&电气管线人行道护栏车行道护栏路灯射灯族伸缩缝人行道板铺装、标线速度标志5.4族库建立与参数化设计标牌附属族库临时设施施工器械参数化附属结构5.4族库建立与参数化设计轨道通航孔通航孔处轨道梁防撞桩钢箱梁拼装平台临时设施施工器械参数化附属结构滑移轨道5.6施工图设计应用引桥上部钢筋图引桥上部构造引桥桥墩构造引桥桥墩钢筋图引桥桩基钢筋图二维施工图生成二维出图算量5.6施工图设计应用数量表与模型即时对应施工图算量二维出图算量6.BIM技术在施工中的应用6.BIM技术在施工中的应用中塔MHS-S2节段吊装现场吊装Navisworks模拟应用二：工期安排与优化6.BIM技术在施工中的应用塔、梁同步施工，两台浮吊同步作业7.BIM应用总结3工程背景国内第一座真正意义上的波形钢腹板PC组合梁斜拉桥世界第一例单箱五室六腹板钢结构整体吊装施工桥梁世界上第一座可双层通行的波形钢腹板PC组合梁斜拉桥南昌朝阳大桥BIM应用南昌市朝阳大桥工程是南昌市“十纵十横”干线路网规划中南环快速路跨越赣江的重要节点工程。工程总投资27亿元，全长3.6千米，西起红角洲地区丰和南大道，东至朝阳新城抚生路，布置双向八车道及双向通行非机动车道和人行道，设计车速60公里每小时。大桥历经两年半的施工期，于2015年5月正式贯通。南昌朝阳大桥BIM应用设计应用软件施工应用软件运维应用软件RevitInventorAutoCADRevitMidasFEANavisworks基于“蓝色星球”平台开发MidasCivilMidasCivil4BIM应用点介绍BIM应用层级：完善企业级BIM技术在大型桥梁工程中的应用，依托工程项目制定桥梁BIM建模方法，为市政行业桥梁类项目树立标准，达到市政行业领先水平，增强引领能力，提升企业核心竞争力。南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法（1）信息架构设计族项目平台分叉树基于REVIT平台用族文件建模基于线的族基于面的族……零件库结构整体构件1构件2构件3构件4构件...零件A零件B零件C零件D零件I...作用1：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。作用2：通过模型分层及模块调用，构建了信息模型的关联结构。4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法（1）信息架构设计本项目中：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）波形钢腹板（21）钢横梁（19）钢锚箱（9）斜拉索系统（9）人非通道（13）装饰外罩（5）桥墩（16）塔柱（10）防撞护栏（11）观景平台（24）…族（构件级）文件清单4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法（2）总体设计N(x,y,z)1111N(x,y,z)2222N(x,y,z)33331i2iN(x,y,z)c1c1c1c1设计道路中心线点对点线对线面对面设计道路控制信息空间：平、纵、横控制点设计顶缘面桥梁构件定位原则要点：1）设计道路线型以直代曲，关键控制点参数化。2）对于个别标高控制点，建立分支控制线。3）根据设计道路横坡建立主梁顶缘参照面。作用：明确了主梁构件在桥梁单体参数空间中的定位方法。4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法（3）构件设计分段1分段1分段3分段1分段2分段3要点：1）每跨至少划分为一个梁段。2）构造重大变化点划分为一个梁段。3）采用节段拼装的每个构件应划分一个梁段。主梁分段原则作用：降低了构件复杂度，便于模块化设计。4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法（3）构件设计主梁分段展示0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#朝阳大桥主梁采用悬臂节段施工法建造，根据需求在设计上对主梁分段，保证结构设计合理性。悬臂施工方向4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法（3）构件设计主梁节段构件中主要板件（零件）定位拼装展示顶板族防撞护栏族装饰外罩族人非通道族波形钢腹板族底板族钢锚箱族钢横梁族装饰外罩族人非通道族基于构件参照线定位板件（零件）4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用4.1建模技术亮点：桥梁建模方法总结理论方法模型信息分类信息架构设计总体模型设计构件模型设计单元模型设计总体虚拟拼装（错漏碰检查）设计成品出图桥梁信息模型建模方法流程化设计应用信息载体施工运维信息模型交付交付通过流程化、标准化，保证桥梁信息模型的通用性。通过流程化、标准化，提高设计、施工及运维的质量。4BIM应用点介绍4.2设计应用点一：方案比选南昌朝阳大桥BIM应用为工程决策提供具有较强展现力总体方案，提高设计效率，控制成本。BIM价值利用体量建模方法快速构建工可阶段十二种总体设计方案的概念模型，结合地形、通航、技术难度及工程造价等方面得出最佳设计方案。4BIM应用点介绍4.2设计应用点二：结构设计南昌朝阳大桥BIM应用为复杂结构设计提供信息化及可视化的设计手段，提高设计效率及质量。BIM价值钢锚箱整体构造主要由：“钢盖板”和“抗剪板”组成定位参照面钢盖板构造抗剪板构造抗剪板定位参照面4BIM应用点介绍4.2设计应用点二：结构设计——斜拉索塔上分丝管鞍座南昌朝阳大桥BIM应用为复杂结构设计提供信息化及可视化的设计手段，提高设计效率及质量。BIM价值分丝管（群组）锚板4BIM应用点介绍4.2设计应用点三：结构碰撞检验南昌朝阳大桥BIM应用校核构造设计的合理性，提高设计质量。BIM价值边塔范围模型总拼装观景平台构件总拼装4BIM应用点介绍4.2设计应用点三：结构碰撞检验南昌朝阳大桥BIM应用校核构造设计的合理性，提高设计质量。BIM价值半桥虚拟装配模拟原则：在REVIT中设置施工阶段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4BIM应用点介绍施工阶段定义4.2设计应用点三：结构碰撞检验南昌朝阳大桥BIM应用校核构造设计的合理性，提高设计质量。BIM价值半桥虚拟装配模拟（动画）半桥虚拟装配展示（动画）4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用现阶段可采用信息化模型出图的内容包含：桥位平面图桥梁总体布置图桥梁特征断面构造图混凝土桥梁构造图钢结构桥梁构造图附属工程构造图构造图纸展示（动画）4.2设计应用点四：设计成品出图4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用钢横梁（族）文件族的“前视图”作为钢横梁构造正立面桥梁构件图纸可附着于项目总体模型中，便于及时查看及修改。4.2设计应用点四：设计成品出图4BIM应用点介绍4.2设计应用点五：结构辅助计算南昌朝阳大桥BIM应用为结构空间有限元计算提供高质量的几何模型。BIM价值几何模型AUTODESKREVIT&CAD网格模型HYPERMESH有限元模型MIDASFEA4BIM应用点介绍4.2设计应用点五：结构辅助计算南昌朝阳大桥BIM应用为结构空间有限元计算提供高质量的几何模型。BIM价值几何模型REVIT&AUTOCAD网格模型HYPERMESH有限元模型ABQUS混凝土应力分布4BIM应用点介绍4.3施工应用点四：挂篮施工模拟及临时结构计算南昌朝阳大桥BIM应用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。BIM价值栈桥现场施工挂篮施工模拟4BIM应用点介绍南昌朝阳大桥BIM应用栈桥现场施工挂篮施工模拟4.3施工应用点四：挂篮施工模拟及临时结构辅助计算南昌朝阳大桥BIM应用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。BIM价值通航孔桥挂篮有限元模型几何模型REVIT有限元模型MIDASFEA挂蓝桁架内力计算挂蓝桁架位移计算4BIM应用点介绍4.4运维应用点四：安全管理南昌朝阳大桥BIM应用栈桥现场施工安全管理模块具备以下功能：实时监测（交通流量、应力应变、风速、温湿度）、定期监测（索力、沉降）应急预案4BIM应用点介绍4.5BIM应用价值与回报南昌朝阳大桥BIM应用栈桥现场施工•减少变更•提高品质•降低成本•缩短工期4BIM应用点介绍柳州市白沙大桥项目中铁上海工程局有限公司生产加工应用——钢板裁剪与压弯与成型检测46•加工生产流程主塔开始主塔Revit模型建模Inventor加