虎门二桥—东涌互通立交桥BIM探索

虎门二桥—东涌互通立交桥BIM探索吉林建筑大学交通运输部公路科学研究院广东省公路建设有限公司虎门二桥分公司汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益虎门二桥全长12.89km、两座特大桥和四座互通立交桥项目背景双向八车道高速公路标准，设计时速为100公里/小时。项目批复概算111.8亿元，工期5年世界首例：同步建设两座超千米世界级跨江特大桥，坭洲水道桥—主跨1688m，建成后世界第二，大沙水道桥—主跨1200m，建成后世界第十东涌互通立交桥坭洲水道桥大沙水道桥项目背景东涌互通立交桥，S1标段，“5次跨越地铁、6次跨越高压油气管线、8次跨越1次穿过既有高速公路、1次穿过高铁以及有11处万伏以上的高压线”！项目背景3年完成了30%发生了4次重大变更，施工难度可想而知。多次穿越高速、高铁、地铁、多条已建匝道上有高压线、下有油气管线东涌互通立交桥，S1标段，“5次跨越地铁、6次跨越高压油气管线、8次跨越1次穿过既有高速公路、1次穿过高铁以及有11处万伏以上的高压线”！项目背景3年完成了30%发生了4次重大变更，施工难度可想而知。确保地铁、高铁、高速正常运营技术复杂、方案多变12016年7月，部公路局《关于实施绿色公路建设的指导意见》，强调BIM技术在公路工程全寿命周期的应用。423公路交通BIM政策动态56782015年6月，冯正霖副部长在香山桥梁技术高层论坛上，提出发展基于BIM的桥梁设计和管养系统；2016年4月，部公路局在全国公路勘察设计协会交流会上提到要大力推广BIM技术。2016年6月，部公路局发布《关于推荐公路钢结构桥梁建设的指导意见》，提出要积极推进BIM技术在钢结构桥梁设计制造和管理养护中的应用。2016年3月，交通运输部发布10大重大技术方向和技术政策，其中BIM技术作为第1项技术。2016年1月，交通运输部印发《交通运输标准化“十三五”发展规划的通知》，指出在公路水运工程建设和养护重点领域，建立建筑信息模型（BIM）和信息数据编码标准；2014年11月，交通部原总工周海涛在广东虎门二桥技术专家委员会上提出试点应用BIM；2017年2月，交通部：关于征求《关于推进公路水运应用BIM技术的指导意见》汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益单位简介吉林建筑大学广东省公路建设有限公司虎门二桥分公司负责虎门二桥BIM项目的总体实施，打造出了桥梁建设期既可组合使用也可以独立应用的8条产品线，包括进度管控、图纸管理、质量安全隐患排查、预制梁管理、钢结构管理、施工监控管理、质量资料管理、成本造价。交通部公路科学研究院交通学院第一学位完善的路桥专业工程背景，BIM学院第二学位秉承BIM与FM集成整合教育，先后与Bentley、Autodesk、达索等公司展开交流，在软件合作、学生培养等方面进行了诸多有益尝试。学生从全生命周期的角度考虑问题，经历大学的积累与沉淀，学会深入探索BIM应用价值。提供试点应用项目，使校企深入到工程现场了解业主及施工单位的真实需求，有针对性地开展基于BIM设计工作，探索BIM在大型互通立交跨越既有线路类工程的应用价值。单位简介项目分工为平台提供模型技术支持，虚拟建造，根据真实的项目环境和范围制定建模标准和准则，将海量设计数据有效集成为BIM模型，用于施工、运维及全生命周期的决策分析与管理。提供形象进度展示、安全监管、质量监控、预制梁场管理等多个环节的平台支持，以BIM构件为中心组织数据，不同终端采集数据和展示数据，通过平台协同构件数据。提供试点应用项目，提出各大业务应用需求，协调组织各大设计方、施工方配合BIM工作的顺利开展。吉林建筑大学：交通运输部公路科学研究院：广东省公路建设有限公司虎门二桥分公司：汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益以终为始，考虑最终的需求，根据真实的项目环境和范围制定建模准则、构件分类、编码规则，开发项目族库，将海量设计数据有效集成为BIM模型，用于施工、运维及全生命周期的决策分析与管理。三维建模前期分析桥梁BIM软件不成熟形成指导性准则和可复用的参数化技术缺少行业标准探索目标A\B\D\T四家软件在桥梁建模方面都存在需要完善的地方工民建领域，各项标准、准则如雨后春笋虽路桥BIM应用已经开始井喷式爆发但缺少适合行业的标准，需要大家一起探索三维建模准备工作：Revit2017，NavisworksManage2017SynchroPRO2016.2总装模型的坐标应与真实工程坐标一致，底层模型可采用相对坐标，但使用周期内不得随意变动。统一的图层命名规则：“S1标—桥名称—族名称—类型名称”详见后核心软件命名规则坐标系统制定大型互通立交桥建模准则三维建模模型成果三维建模大型互通立交桥建模准则#01建模范围1.工程范围：东涌互通主线+匝道+地铁+加宽桥+补充段+广珠北线2.模型范围：包括上部结构、下部结构、附属设施确保模型完整性、准确性、合规性，进行总装合模模型拆分依据：分项工程单元划分及工程量计量清单。以分项工程单个构件为单位，细化到计量单元；然后由各个分项工程组成分部工程，最终完成整个单位工程的建模。以终为始，以管理平台对模型的需求为依据，制定模型的构件分类及拆分规则。为平台应用提供模型技术支持。三维建模大型互通立交桥建模准则#02构件分类模型技术应用拆分规则：①要求细化到最小零件，并保证构件几何大小与施工图纸一致，控制在计量误差允许范围之内。②用于虚拟建造及碰撞检测，要求模型拆分至构件级，精度要求保证现场拼接及安装要求。单位工程分项工程分部工程大型互通立交桥建模准则#02构件分类三维建模主线一桥、主线二桥、A、D、E、H匝道：预制小箱梁共计1040片；悬浇箱梁共计单幅5联21跨；现浇连续箱梁共计10联33跨；承台共80座、系梁200座；桩基659根；圆柱墩473根，圆端墩38根，板式34根；盖梁211个，墩顶系梁19根三维建模大型互通立交桥建模准则#03编码体系标准化编码意义：能够使计算机识别、作为数据传输标准，通过映射源代码到协同平台进而识别到模型构件编码规则：1.编码细度：以分项工程为单位的最小零件层级明确，位置关系明确！2.编码元素：纯数字组成，方便计算机识别，且最大程度减少人工录入出现疏漏3.编码层级：7级逻辑层三维建模大型互通立交桥建模准则#04属性信息建立完整准确的包括构件尺寸、编码、材质、工程量清单、二维码属性信息三维建模大型互通立交桥建模准则#05交付验收交付依据：由模型用途决定交付成果。模型交付标准交付内容模型文件参数化构件族库总结报告交付深度构件尺寸构件编码属性信息交付数据格式模型源文件IFC文件形状参数：碰撞检测、虚拟建造、施工工艺，要求模型拆分至构件级，精度要求保证现场拼接及安装要求。文件格式、编码、属性信息：支持进度、质量、安全等业务管理平台应用。三维建模大型互通立交桥建模准则三维建模桥梁构件参数化技术通过开发族库，使用嵌套族可大幅提高模型拼装的效率与精度，同时共享参数可大幅提高族库构件在其他项目中的复用率。三维建模桥梁构件参数化技术1.节段梁利用结构框架族样板，结合节段梁截面尺寸信息创建出以数据驱动模型的参数化标准梁段，利用excel批量创建所有梁段。2.结构框架样板配合嵌套计算截面轮廓族，具有控制点、标高及横截面偏转的属性，可直接输入横纵坡、标高等数据对节段梁准确定位，保证项目模型的精度。3.参数化建模有效的简化了工作流程，提高了项目整体创建的效率。设计复核流程碰撞检查记录问题解决问题图纸修正提前发现并解决问题减少变更费用提升设计质量精细化设计三维建模模型解决问题：设计图纸复核，解决“错漏碰缺”汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益基于BIM数据的唯一性，将可视化、数字化、信息化的设计成果带到现场，通过施工预演解决施工机具净空要求、人料机合理摆放、场地规划、临场便道布置等问题；优化协调工期、排除碰撞，明确关键节点施工顺序等。有限的施工空间极高的安全要求受制于外部客观环境影响在这个互通立交中挂篮悬浇梁、支架现浇梁、预制架设梁、顶推、转体工艺包括最原始的人工纵、横移工艺以及未有先例的钢箱组合梁、模架吊钢壳混凝土梁工艺全部“派上战场”因此被戏称为“桥梁工艺展览馆”技术复杂、方案多变模型应用东涌互通交叉施工多次跨越结构多样工序复杂施工现场传统的讨论方式团队协作和交流效率低下！对问题的理解不明确不一致！东涌互通交叉施工多次跨越结构多样工序复杂模型应用需要“5跨地铁、6跨高压油气管线、8跨1穿既有高速公路、1穿高铁以及有11处万伏以上的高压线”而建设前提是保障以上均正常运营。8跨1穿高速5跨地铁6跨管线技术复杂、方案多变3年仅完成30%发生4次重大变更！模型应用模拟流程：1屏幕1用户1城市符号计数说明图例副标题图例BIM模型进度计划施工方案4D模拟丰富经验问题1问题2问题n模拟迭代最优方案指导施工完成利用集成化的信息技术模型（BIM模型）通过虚拟设计与施工（VDC）准确反映和控制项目的建设过程模型应用利用Synchro对挂篮悬浇施工方案进行虚拟推演，通过模型与施工进度计划的关联，明确工序关键点，查找各类构件时间、空间上的冲突进而优化方案设计，提高后续施工现场效率。模型应用汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益三维可视化，方便阐述、展示方案，通过交互平台、头戴式VR设备等实现沉浸式体验，通过操控手柄体验项目路线上驾驶感，确保行车视距及路线转弯舒适性等要求。VR交互平台虚拟驾驶三维可视化沉浸式体验虚拟驾驶检验路线设计技术参数阐述、展示方案交互体验视频VR交互平台汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益模型为载体，编码为媒介，提取施工管理（进度、质量、安全、生产）要素信息，集成到平台协调各方业务，最终达到管理高效、数据永久保存目的。协同平台构件完工前现场签认在手机APP签认并上传照片监理旁站实时采集工序记录全可溯源形象进度实时更新！编码规则的存在实现构件在平台上实时更新平台中模型构件精准度依据分部分项工程划分原则工程进度管理对于大型工程的进度管理，最大的难点在于实时快速统计准确的进度协同平台APP上传问题平台模型同步更新整改通知，自动生成整改闭合，自动存档依据分部分项工程原则划分模型构件精准度编码与工程质量安全隐患管理形成映射归档分析管理，改进工作质量安全隐患管理以梁段二维码为索引，以手机APP为工具，在节段预制梁厂全过程“扫码+上传”，形成生产管理系统模型包含二维码属性信息一物一码全过程“扫码上传”平台实时同步更新协同平台预制节段梁管理汇报提纲项目背景单位简介三维建模模型应用VR交互平台协同平台成果效益东涌互通BIM探索成果效益BIM建模：形成指导性准则和可复用的参数化技术、复核设计！模型应用：虚拟建造、改进不足！有效提高了技术复杂、方案多变工程设计方案优化的效率，降低设计成本，并减少在建设期间的变更！VR交互：三维可视化，方便阐述、展示设计方案，沉浸式体验！虚拟驾驶、检验路线设计技术参数！BIM平台：初步形成施工期大数据平台！打通质量、安全、进度、预制梁等业务与模型互通，实现信息共享！成果效益感谢大家聆听！吉林建筑大学交通运输部公路科学研究院广东省公路建设有限公司虎门二桥分公司感谢大家聆听！吉林建筑大学交通运输部公路科学研究院广东省公路建设有限公司虎门二桥分公司