1、BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用分析1.1 橋梁施工采用 BIM 技術(shù)的價(jià)值分析建筑信息模型 BIM 技術(shù)正在引發(fā)工程建設(shè)領(lǐng)域的一場(chǎng)徹底的技術(shù)變革，基于 BIM 技 術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)方可實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等，對(duì)施工方也可帶來(lái)極大的價(jià) 值，具體主要體 現(xiàn)在： 1 對(duì)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙的復(fù)核由于用于施工的 BIM 模型是各專(zhuān)業(yè)的集成模型，各模型組裝在一起后就可以進(jìn) 行不同專(zhuān) 業(yè)模型之間的碰撞檢查，這樣就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)，施工方還 可通過(guò)整體模型了解 整個(gè)設(shè)計(jì)意圖，考慮施工的可行性，以便及時(shí)協(xié)調(diào)方案的修 改，降低施工難度和本錢(qián)。 2 施工方案的可視化可以方便地將 3D 設(shè)計(jì)模型與施工

2、方案、材料本錢(qián)等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成施工信息 模型，該模 型可以動(dòng)態(tài)地模擬施工過(guò)程，施工人員可以方便地從視覺(jué)上檢查施工方 案的可行性、正確性， 或者比擬不同的施工方案，優(yōu)化和選擇最正確施工方案以控制 施工風(fēng)險(xiǎn)、降低施工本錢(qián)。另外， 施工模型還是各參與方交流的重要手段，通過(guò)模 型演示施工流程，便于各參與方了解各階段的 工作。 3 為業(yè)主提供完整的竣工模型 在施工階段中對(duì)設(shè)計(jì)模型不斷擴(kuò)充施工信息，如施工方案、材料信息、供給商 信息等等， 在施工完成后，還可對(duì)將竣工圖紙保存到 BIM 模型中，這就形成了業(yè) 主真正需要的竣工模型， 便于后續(xù)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作。1.2 BIM 技術(shù)在施工階段應(yīng)用的難點(diǎn)分析 1 建

3、立精確的、完整的三維設(shè)計(jì)模型，并交付給施工階段 由于三維設(shè)計(jì)是一個(gè)集成化設(shè)計(jì)，需要將各專(zhuān)業(yè)或各分包商的設(shè)計(jì)模型組裝在 一起以形成 完整的設(shè)計(jì)模型，因此，既要考慮選擇適合各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)要求的三維設(shè)計(jì) 軟件，又必須考慮個(gè)專(zhuān) 業(yè)軟件的文件格式，各專(zhuān)業(yè)完成的子模型必須格式一致或數(shù) 據(jù)兼容，這樣才便于模型的組裝。 2 施工資料的管理與使用施工工程規(guī)模大，涉及到設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、供給商、分包商等眾多單位，彼 此之間的信 息溝通十分復(fù)雜，產(chǎn)生的文件和數(shù)據(jù)數(shù)量驚人，圖紙、說(shuō)明書(shū)、報(bào)表、 合同、變更單、施工計(jì) 劃表等，包含的信息量大，如何高效地傳遞并保證權(quán)限受 控、版本一致、歷史記錄有據(jù)可查， 是必須要解決的問(wèn)題。

4、 3 參與方的協(xié)同工作管理 參與方眾多，而且可能工作地點(diǎn)不同，既有內(nèi)業(yè)工作，也有現(xiàn)場(chǎng)工作，如何保 證在不同辦 公地點(diǎn)、不同單位的所有人員能夠協(xié)同高效地工作，并且基于統(tǒng)一的 BIM 模型，完成整個(gè)施工 階段，形成完整地竣工 BIM 模型，這種工作模式的改變 是采用 BIM 技術(shù)施工必須考慮的問(wèn)題。4 施工控制、監(jiān)測(cè)橋梁施工技術(shù)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)大，既需要考慮利用 BIM 技術(shù)模擬施工過(guò)程和施工現(xiàn) 場(chǎng)，以降 低施工風(fēng)險(xiǎn)和本錢(qián)， 也應(yīng)對(duì)某些特定結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工 中的問(wèn)題， 并利用 BIM制造尺寸、施工位移等。模型進(jìn)行分析，比擬與設(shè)計(jì)模型的誤差，及時(shí)調(diào)整構(gòu)件的Bentley 面向橋梁施工領(lǐng)域

5、的解決方案Bentley 面向橋梁施工的大致實(shí)施流程如下：1. 利用各類(lèi)建模工具重建橋梁的三維模型；2. 將各專(zhuān)業(yè)建立的三維模型組裝成 i-model 格式的總體模型；3. 利用 ProjectWise 管理施工工程的所有相關(guān)文檔和模型；4. 制訂施工方案，利用 MicroStation 等軟件對(duì)三維模型按施工階段進(jìn)行分割；5. 將分割后的模型與相關(guān)的施工信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成虛擬施工模型；6. 基于施工模型進(jìn)行施工模擬、施工分析、施工管理等。以下是 Bentley 面向橋梁施工領(lǐng)域解決方案的總體構(gòu)架圖：結(jié)覽口虛擬施工橫型施工模型対割禱覺(jué)妁工具予 IG Ei工my- wbs 鏈接E忠詐土站1L*

6、t * -4g IF*=A出日輕制血可視此工程StiSJl丄忡訓(xùn)竟理丄柞弘.蝴勺鏈豐伍丼段目捲醬ProjectV7ise工程內(nèi)容營(yíng)理及I辦同工作平臺(tái)主要相關(guān)產(chǎn)品功能如下軟件名稱(chēng)功能簡(jiǎn)介MicroStatio n 二維繪圖及三維信息建模平臺(tái)世界一流的二維/三維圖形環(huán)境。PowerCivil道路橋隧三維設(shè)計(jì)軟件支持路線(xiàn)、場(chǎng)地、勘測(cè)、給排水、橋梁、隧道等的三維設(shè)計(jì)建模軟件。ProConcrete 鋼筋混凝土二三維詳細(xì)設(shè)計(jì) 與出圖軟件一款專(zhuān)業(yè)的鋼筋混凝土詳細(xì)設(shè)計(jì)和鋼筋表生成的二維/三維軟件，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)提供了一種完全交互式、參數(shù)化的設(shè)計(jì)和數(shù)量統(tǒng)計(jì)工 具。Prosteel鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件鋼結(jié)構(gòu)

7、構(gòu)件設(shè)計(jì)建模軟件BridgeMaster橋梁設(shè)計(jì)出圖軟件二維常規(guī)橋梁及箱型橋梁設(shè)計(jì)出圖軟件，可輸出橋梁模型到PowerCivil以自動(dòng)生成橋梁的三維模型。ProjectWise 工程項(xiàng) 目信息管理及協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)Be ntley Navigator三維協(xié)同設(shè)計(jì)瀏覽、分析、模擬工具，可進(jìn)行三維模型的交互式瀏覽、跨專(zhuān)業(yè)綜合碰撞檢查、進(jìn)度模擬和平安檢查模塊。Be ntleyProjectWiseApplicati on Server協(xié)冋管理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)跨專(zhuān)業(yè)、跨地域的信息與數(shù)據(jù)的共享保障止確的人在止確的時(shí)間獲得止確版本的信息。Be ntleyProjectWise系列產(chǎn)品的核心模塊.它和后端的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行

8、連接，負(fù)責(zé)處理所有用戶(hù)的功能請(qǐng)求。ProjectWiseWeb ServerProjectWise Web效勞器將整個(gè)系統(tǒng)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，使用戶(hù)通過(guò)瀏覽器就可以訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)。ProjectWisePublishi ng ServerProjectWise發(fā)布效勞器能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)文件DGN/DWG 轉(zhuǎn)化為特殊的格式發(fā)布在網(wǎng)絡(luò) 上，使用 戶(hù)可以直接通過(guò)瀏覽器進(jìn)行查看， 而不 需要安裝任何專(zhuān)業(yè)軟 件。ProjectWise Cachi ng ServerProjectWise文件緩存效勞器用于滿(mǎn)足分布式文件存儲(chǔ)的需求。般情況下，文件可以存儲(chǔ)在ProjectWise集成效勞器上，當(dāng)需要提咼文件訪(fǎng)冋的性能或者文件

9、需要存儲(chǔ)在不同的地域的時(shí)候，可以使用ProjectWise文件緩存效勞器。ProjectWisePassportProjectWise系統(tǒng)管理員端、Windows客戶(hù)端、Web客戶(hù)端訪(fǎng)冋ProjectWise數(shù)據(jù)時(shí)，首先需要取得ProjectWise客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)許可權(quán)限，即ProjectWise Passport 。1、本工程BIM應(yīng)用核心問(wèn)題的解決方法1.橋梁BIM模型的重建由于設(shè)計(jì)階段沒(méi)有采用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)方不能提供該橋的三維模型。該橋的結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，主跨為鋼箱梁?jiǎn)慰鐟宜鳂颍魉殚T(mén)式框架結(jié)構(gòu)，引橋?yàn)檫B續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)，因此，本橋?qū)⑹褂枚喾N工具軟件來(lái)建立三維模型。1使用PowerCiv

10、il作為模型的總裝平臺(tái)PowerCivil是Bentley 土木行業(yè)的BIM平臺(tái)，利用PowerCivil可建立地面數(shù) 字模型、路線(xiàn)三 維模型等，在PowerCivil中確定個(gè)墩臺(tái)位置等，其他工具建立的子模型將按路線(xiàn)位置、墩臺(tái)位置組裝在一起，最終形成完整的由樁號(hào)高程信息的橋梁三維模型。2使用MicroStation 建立主跨模型MicroStati on 可以創(chuàng)立該橋MicroStation是一個(gè)通用的信息建模工具，利用特定結(jié)構(gòu)的建模，如主跨鋼箱梁、索結(jié)構(gòu)等。以下是安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院利用 紙。MicroStation完成的局部箱梁模型和圖3使用BridgeMaster建立連續(xù)箱梁及連續(xù)剛構(gòu)引

11、橋模型利用BridgeMaster可以很快地在二維上完成連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并可直接將設(shè)計(jì)模型輸出到PowerCivil中自動(dòng)生成橋梁構(gòu)造和鋼束模型，女口下列圖：?039 MMCX CHS眸1741tH>W9tJB彈?>D7敗.XfttfnF wr itittTWRT Wt!抵 iMMTRR IfR 且丁骨 氐槿啟匙El AM酬 .5*1h|.F fis&i* s<?tC?4使用Proconcrete建立三維普通鋼筋模型Proco ncrete是一個(gè)參數(shù)化的三維配筋軟件，可實(shí)現(xiàn)任意混凝土結(jié)構(gòu)的三維配筋模型的建立，并可做碰撞檢查5利用Prosteel可進(jìn)行鋼結(jié)

12、構(gòu)的設(shè)計(jì)Prosteel可以完成鋼結(jié)構(gòu)的三維建模、計(jì)算分析和詳圖由于Bentley的這些建模工具全部生成的是DGN模型文件，所以模型組裝和數(shù)據(jù)互用不存在問(wèn)題。2. 施工資料的管理本工程涉及的文件、圖紙、模型、說(shuō)明書(shū)、合同、變更單、施工進(jìn)度方案等繁 多，通過(guò)ProjectWise可以保證所有資料分類(lèi)管理、高效傳遞、權(quán)限受控、版本一致、歷史記錄有據(jù)可查。各類(lèi)資料還可以方便地發(fā)布到Web端或移動(dòng)設(shè)備端，便于業(yè)主等相關(guān)人員的查看。在施工現(xiàn)場(chǎng)也可方便地通過(guò)移動(dòng)設(shè)備查看、查找相關(guān)資料。3. 參與方的協(xié)同工作管理施工工程涉及到業(yè)主、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理、供應(yīng)商、分包商等眾多單位，如何讓工程信息在各方準(zhǔn)確及時(shí)地傳遞，

13、如何讓各方按照規(guī)定的步驟、模式去協(xié)同工作，防止合作上的問(wèn)題，提高合作效率，這是工程實(shí)施過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。以前的交流合作主要基于圖紙和相關(guān)文件，而且是相互之間多對(duì)多的 交流配合方式，采用 BIM技術(shù)后，各方可以 基于整個(gè)工程的BIM模型來(lái)進(jìn)行 溝通和合lltmaBIM模作。ProjectWise為參與方提供了一個(gè)協(xié)同平臺(tái)，其管理的內(nèi)容核心就是工程的型，所有參與方可通過(guò)ProjectWise共享工程的BIM模型，并以此為中心進(jìn)行溝通，從而保證了信息的一致性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)工作的協(xié)同，提升了工作效率。4. 碰撞檢查利用Navigator可以瀏覽整個(gè)三維模型，并可對(duì)各子模型之間進(jìn)行碰撞檢查，

14、也可對(duì)內(nèi)部的鋼筋、鋼束之間進(jìn)行碰撞檢查。在施工前通過(guò)碰撞檢查，可提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題。aBQW5施工進(jìn)度模擬和分析將構(gòu)建的三維模型與預(yù)定的施工方案進(jìn)度進(jìn)行掛接，在Navigator中就可以進(jìn)行4D施工模擬，借此就可以驗(yàn)證施工進(jìn)度方案的可行性、分析施工方案進(jìn)度存在哪些問(wèn)題和矛盾，如果再與材料本錢(qián)進(jìn)行連接，就可以比擬不同施工方案的費(fèi)用，從而降低整個(gè)施工本錢(qián)。14/06/136. 施工現(xiàn)場(chǎng)管理利用MicroStation等軟件，可以建立施工現(xiàn)場(chǎng)的模型，模擬工地的現(xiàn)場(chǎng)情況，規(guī)劃施工設(shè)備的出入場(chǎng)地方案。還可對(duì)大型機(jī)械運(yùn)行的空間進(jìn)行分析，以便確定機(jī)械設(shè)備的平安運(yùn)行空間，防止施工設(shè)備的相互干擾。7. 工程

15、算量和本錢(qián)管理靠手工，根工程本錢(qián)的控制已成為工程建設(shè)企業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題，傳統(tǒng)的技術(shù)手段主要依 據(jù)圖紙及相關(guān)報(bào)表來(lái)大致估算，由于圖紙數(shù)量巨大，相互之間沒(méi)有詳細(xì)的關(guān)聯(lián)信息，要精確計(jì)算是不可能的。基于BIM技術(shù)建立整個(gè)設(shè)計(jì)模型后，通過(guò)模型的組成構(gòu)件及其詳細(xì)的工程屬性，就可以精確地計(jì)算出設(shè)計(jì)模型的工程數(shù)量，結(jié)合定額軟件，也可計(jì)算出施工階段的材料實(shí)際消耗量。通過(guò)精確算量，就可以精確米購(gòu)，限額領(lǐng)料，從而降低采購(gòu)本錢(qián)，防止不必要的余量庫(kù)存。利用MicroStation和PowerCivil可以精確地計(jì)算出構(gòu)件的材料數(shù)量、土石方量等。8. 施工控制和施工監(jiān)測(cè)RM Bridge是世界頂尖的橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟

16、件，廣泛為世界各國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)、咨詢(xún)、施工及檢測(cè)加固單位所使用，其中使用RM進(jìn)行設(shè)計(jì)施工比擬著名的懸索橋有：瑞士的Hoga Kusten 橋主跨1200m ;挪威的Hardanger橋主跨為1310m;意大 利的默西 拿跨海大橋主跨3300m 中國(guó)的四渡河特大橋 主跨為900m。結(jié)構(gòu)線(xiàn)形控制、應(yīng)力控制和穩(wěn)定性控制是大型橋梁尤其是懸索橋施工控制和檢測(cè)的重點(diǎn)。RMBridge具有施工控制模塊、風(fēng)力計(jì)算模塊和高效的幾何線(xiàn)形非線(xiàn)性計(jì)算引擎，能夠充分滿(mǎn)足大型橋梁的施工控制和監(jiān)測(cè)任務(wù)。在RM Bridge的施工控制模塊，能夠準(zhǔn)確計(jì)算裝配順序、設(shè)計(jì)荷載影響下結(jié)構(gòu)的位移和變形，主要功能特點(diǎn)有：a當(dāng)前階段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移是以上一階段變形后為計(jì)算起點(diǎn)，并能對(duì)實(shí)際變形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大位移幾何非線(xiàn)性迭代分析，從而能夠準(zhǔn)確的連續(xù)監(jiān)控和計(jì)算跟蹤整個(gè)施工