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  • BIM助力桥梁钢结构设计施工一体化建设

    发布者:瞿浩  点击数:51  更新时间:2021/10/20

        近年来,随着桥梁材料费用与人工费用的倒挂{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},钢结构桥梁相对混凝土桥的经济逆势逐渐减小,我国逐步开始进入钢结构桥梁的快速发展时期。但是建筑施工行业的生产效率正在持续下滑并成为建筑行业面临的根本性问题{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},钢结构桥梁在设计建造过程中由于信息交换不及时{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、不准确的问题造成了大量人力物力的浪费。

        BIM(建筑信息模型)作为起源于20世纪70年代的美国的一种基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的可视化数字建筑模型{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},近年来在国内建筑工程多个领域实现了应用研究{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。北京奥运会{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、上海世博会等大型建设项目成功地将BIM技术应用于建筑工程的荷载分析、图纸审核{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、施工管理{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、设备维护等领域,为BIM技术在我国推广提供了条件。近年来{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},BIM技术在桥梁钢结构领域也逐渐推广开来{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        以石济黄河特大桥为例,该桥是我国首次采用刚性悬索加劲连续钢桁梁结构形式的钢结构桥梁{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},全桥架设杆件数量多、制造要求精度高{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},在进度、成本、安全及质量综合管理等方面均存在困难{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        在经过多方论证和精确计算下,该桥采用BIM技术辅助工程施工{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},有效解决了项目设计、制造和施工应用系统之间的“信息断层”和“信息孤岛”问题,实现工程信息共享与集成管理{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},可以极大地避免重复劳动{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},提高效率{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        一是采用BIM三维实体建模出图进行深化设计,通过搭建实体模型、工艺性优化、模型校核审查{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、深化设计出图四个阶段对全桥模型进行搭建{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},实现所见即所得的目标{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        二是利用BIM对钢桁架构件进行数字化加工{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},通过智能化切割下料{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、复杂节点的虚拟制造等环节{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},实现了从模型到机床切割的数字化{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},为杆件的制造制定提供了可靠的依据{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},提高了工艺制定的效率,保证了杆件的制造质量{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        三是以全桥三维建模为基础{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},通过钢桁架杆件整体拼装及试拼装的自动校核{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},可以发现碰撞{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、相离等问题{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},从根本上保证了复杂钢桥构件连接关系的正确性{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},实现了桥位吊装成桥线形。

        四是引入时间维度实现4D管理{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},可以进行虚拟施工,并随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比,项目各参与方对工程的各种问题和情况了如指掌{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},有效减少了全桥施工过程中的质量、安全问题{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        石济黄河特大桥BIM系统的应用以制造精细{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、信息完整、数据详实的信息模型为基础{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},覆盖了深化设计、自动排版套料{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、数字化加工的制造全过程{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},以贯穿钢桥场地规划、钢桥架设和安全监控的4D-BIM管理系统为平台{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},为钢桥制造{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、架设管理提供分析优化{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},为决策提供“大数据”支持,达到了管理升级{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、降本增效的目的{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        随着大型复杂钢结构桥梁项目的兴起以及BIM应用软件的不断完善{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},越来越多的项目参与方在关注和应用BIM 技术{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。目前港珠澳大桥{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、沪通长江大桥{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、虎门二桥{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、乐清湾大桥等钢结构桥梁在项目设计施工管理阶段均尝试采用BIM 技术{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},成功实现了各专业的协同设计{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、设备材料统计和施工模拟{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、碰撞检查等功能。

        当前,BIM技术应用在桥梁钢结构建设中主要体现三个方面的优势:一是深化设计和优化设计方案{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。根据设计图纸使用 BIM 技术{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},为三维建模调用“构件库”和“节点库”,输入构件和节点的参数{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},有利于构件节点的深度设计,也有利于钢结构工程管理信息的可视化{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},最终达到节约成本的目的。

        二是实现桥梁的数字化制造应用{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。BIM技术的引入{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},使钢结构加工制造流程变得简单{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},BIM模型输出的各类信息除了能快速生成加工清单、形成工艺设备路径外{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},在数控切割{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、复杂构件加工等工序中的作用也尤为显著{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},弥补了二维CAD指导加工的不足问题{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},完成了种类繁多{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、数量庞大的零部件加工任务{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},记录了大量构件信息{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、材料信息。

        三是确保动态可视化的集成施工。BIM技术在施工现场应用主要是施工信息与BIM模型动态关联{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、集成{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},结合利用4D-CAD技术{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},支持动态可视化的模型及施工方案表达,并随施工过程更新及辅助项目施工管理{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},实现对工程进度、质量{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、安全及资源的综合管控。

        目前,国内的BIM技术仍处在应用探索阶段,BIM理论需要结合现场实际{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、了解现场的实际需求{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},并在应用中解决实际问题{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},才能真正发挥BIM技术的价值{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。

        BIM技术在桥梁钢结构工程上的成功实践进一步拓展了BIM的应用范围,是BIM从单纯技术应用向与项目管理集成应用转化的重大里程碑{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}。这种通过计算机方式建立模型与仿真的方式{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},对降低钢结构桥梁的深化设计费用{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词}、缩短工期、准确预算工程量等方面有实质性的效果{英超联赛竞猜_英超联赛下注_英超联赛买球APP主词},而且在推动钢结构桥梁设计制造施工一体化建设方面有着巨大的潜在效益。

    来源:中国建筑业协会

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