大跨度懸索橋全生命周期BIM應用技術的研究

研究背景

研究內容

研究價值分析

已有技術基礎

研究的關鍵技術

項目實施方式

項目成果及分配主要內容BIM技術已成為工程行業信息技術的發展趨勢；BIM技術面向工程全生命周期，實現基礎設施的可持續發展；BIM給設計、施工、運維各階段帶來價值；讓BIM技術落地，解決實際工程中的難點，在實際工程中體現價值。研究背景–軟件技術的發展CAD設計效率BIM設計質量全生命周期可持續發展綠色交通軟件技術工程需求甩圖板信息建模第一次革命第二次革命懸索橋已成為大跨度橋梁的主要選擇；美觀、經濟性、安全性是懸索橋要重點考慮的因素；造型要求及繁多的構件是設計的難點之一；結構分析尤其是施工階段的結構分析及施工控制是技術難點；健康監測、科學養護、提高可靠性、延長使用壽命，要在建設階段做起，實現全生命周期管理。研究背景–工程應用需求

參數化構件庫的建立

用戶自定義的組件裝配基于設計向導的懸索橋全橋自動建模交互式、關聯式設計調整和變更

二維詳圖的生成研究內容一：基于參數化、關聯化的設計模型建立與構造模型相關聯的結構模型結構模型導出到結構分析軟件中進行結構計算研究內容二：與構造模型關聯的結構建模及結構分析研究內容三：基于BIM的懸索橋施工及制造技術研究

基于設計模型的施工模型自動生成基于BIM模型的工程算量及造價分析

施工組織計劃及進度模擬施工方案比選

施工控制：主纜的施工控制加勁梁的施工控制鋼結構的放樣下料鋼結構的數控切割研究內容四：設計制造施工協同技術的研究

基于統一數據中心的內部與外部協同

設計、施工、制造BIM模型的共享和傳遞內業、外業及異地的協同

基于協同的設計變更管理

基于協同的制造、施工管理工程內容靈活發布智能共享動態審查施工方和投資方審查者經濟性評價環境影響評價安全性評價行車舒適性評價研究內容五：基于BIM的懸索橋設計施工評價技術從建設階段到運營階段的數字化移交懸索橋可視化資產模型（運營模型）的建立與管理監測/檢測數據的采集與管理檢測/檢測數據分析

養護/維修的決策與實施研究內容六：基于BIM模型的懸索橋健康監測實時三維可視化設計，易于提升設計質量、及時溝通和檢查設計方案，減少設計錯誤，降低設計成本；基于參數化的設計模型，可實時精確計算工程量，比較和優化設計方案，降低工程造價；基于BIM的施工組織計劃，可方便地設計和調整施工方案，檢查施工狀態與設計的偏差，實現施工控制，降低施工成本；

基于可視化的具有完整信息的橋梁模型，可及時獲取各構件的健康狀態，保證結構的可靠性，延長結構的使用壽命，降低維修成本。研究價值–經濟效益基于BIM的懸索橋設計、制造、施工、運維管理集成化的軟件系統在國內外還是空白，軟件系統的推廣必將大幅提高懸索橋的設計效率、施工質量，提高懸索橋的安全性、可靠性，降低運營成本，為懸索橋的應用推廣提供高價值的工具；優秀的軟件系統及相關技術的研究，必將進一步提升懸索橋的設計水平、施工水平和管理水平，懸索橋建設管理水平的提高，不僅可提升我國的橋梁建設水平，還可帶來極大的社會效益。研究價值–

社會效益數字地面模型–橋梁所在地形建模內嵌MicroStation

–構件建模及渲染、動畫等道路設計–

橋梁位置確定場地設計–施工場地設計已有技術基礎–土木BIM平臺PowerCivil優秀的信息建模平臺幾何建模+

ECFrameWork標準化的信息模型載體i-Model兼容revit等支持移動設備完全的數據互用：DGN格式，直接互用處理大數據能力強，支持大模型集成面向工程的應用：GIS/2D/3D/點云/渲染/…專業應用內嵌MicroStation已有技術基礎–信息建模平臺MicroStation已有技術基礎–

橋梁結構分析軟件RMBridge

適用于任何分析方式施工階段模擬。線性動力學。成橋階段非線性模擬。施工階段非線性模擬。材料非線性。非線性動力任何非線性問題P-delta效應。垂度效應。大變形。非線性時程。開裂混凝土ProSteel能夠幫助結構工程師、詳圖繪制人員和制造商輕松創建混凝土結構和鋼結構三維模型。ProSteel還可以自動創建圖檔和詳圖。開放的工作環境和編程接口支持程序的標準化。

已有技術基礎–

鋼結構設計軟件Prosteel廣泛的適用于各類商業區域及工廠區域設計、水利工程設計、城市規劃、小區設計、停車場、高爾夫球場以及垃圾填埋場的設計等功能強大的場地模型工具對設計進行可視化的編輯。土石方開挖回填工程量計算。各種分析工具:主題圖、水保排水(包括了流域分析、滯洪池高設計、水流路徑線)、坡谷、地形漫游等。已有技術基礎–場地設計GEOPAK

Navigator–動態漫游、渲染、碰撞檢查、進度模擬、動畫展示

ProjectWise

–文檔、模型、施工資料管理，施工包制作，施工組織計劃

ConstructSim–施工組織計劃模擬已有技術基礎–施工模擬及施工管理是唯一一款專門針對基礎設施項目的建造、工程、施工和運營(AECO)進行設計和建造開發的項目協同工作和工程信息管理

軟件。已有技術基礎–工程內容管理及協同平臺ProjectWise四要素人信息流程工作環境已有技術基礎––橋梁資產管理及運維管理PONTIS美國聯邦公路管理局FHWA(TheFederalHighwayAdministration)與Bentley聯合開發的PONTIS橋梁管理系統，是目前世界上最先進的橋梁管理系統，它被美國80%的州和其它許多國家或地區所采用，已成為橋梁管理系統的典范；PONTIS在開發時便針對構件的材料與型式收集各種構件類別并建立構件數據庫，為構件選項及描述提供參考；考慮到橋梁構件劣化狀態的認定較易受個人主觀因素的影響，因此特別強調每一種構件狀態的明確定義，并于系統中建立具體且詳細的描述，供檢測人員作為識別的參考；PONTIS能夠基于最小生命周期費用在網絡級水平選擇最優策略，它通過投資利潤分析為每一個結構推薦養護方案；PONTIS的顯著特點在于它對橋梁構件狀態的統計方法，橋梁的每一個構件都從單個的橋梁中分開，被認為是構件族的一部分，它采用Markov(馬爾可夫）鏈的簡單形式來模擬退化進程，采用概率論模擬各個構件狀態評估的變化；PONTIS不單是是一個計算機應用軟件，它還構成了一個管理組織框架，能夠幫助橋梁管理者從獲取和處理海量原始安全監測數據的繁重工作中解放出來，將主要的精力放在研究優化橋梁網絡經濟效率的方法上，它為養護、加固和更新等工作時機的選擇決策提供客觀的方法。懸索橋的三維參數化建模；結構模型與構造模型的關聯建立與修改；從三維設計模型自動生成二維詳圖；具有完整信息的設計BIM模型。關鍵技術–懸索橋設計計算出圖一體化技術從設計模型到施工模型的創建；

基于BIM的工程造價分析；4D/5D施工組織計劃及模擬分析；施工狀態分析及施工控制；施工方案的評估及優化關鍵技術-懸索橋施工方案設計及控制技術各階段模型具備完整工程特征；設計特征滿足定額計算編碼要求，實現設計模型與工程造價軟件連接，快速完成工程造價分析；設計模型滿足施工階段的要求，方便形成4D/5D施工模型，實現施工組織計劃模擬；建