BIM设计工程案例:二环西线改造工程一期工程中的BIM应用技巧
项目概况:该项目为黑龙江省哈尔滨市二环西线改造工程一期工程,本次工程范围为二环西线改造工程一期工程,起点文昌街,终点为健康路,工程全长2176米。
项目建成后,可以完善和兴路至哈阿出城口西二环快速高架桥,实现西二环全线高架,形成江北至哈阿出口南北快速通道。
BIM技术应用
一、项目前期资料收集
用无人机倾斜摄影的方式,将获取的航测信息进行空三解算,生成的实景三维模型有着精确的几何尺寸,能够在模型中测量面积、长度、高度等位置尺寸信息。可以利用在施工现场布置,施工导改等方面,代替现有效果图、CAD平面图等现有表达方式,能够大幅缩短效果图制作、现场测量等时间,缩短工期。
二、方案展示
利用BIM模型与现场实景三维模型相结合,能够在实景三维模型中将设计方案模型无缝融合,真实展现桥梁建成后的实际情况,同时可以放入不同方案模型进行切换,对比不同方案建成后的情况,方便决策者直观、快速的做出决策。能够节省效果图制作时间,提高工作效率。
三、BIM模型应用
二维CAD图纸是传统设计成果交付施工的主要介质,二维CAD图纸在一些方面不能很好表达设计者的意图,引入BIM模型后将图纸转化为实体三维模型,能够精确表现工程设计情况,在任意截面做剖面都能够清晰看出工程各个节点设计实际状况。
四、工程量提取与统计
BIM是一个富含工程信息的数据库,可以真实地提供造价管理需要的工程量信息,借助这些信息,计算机可以快速对各种构件进行统计分析,大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误,非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。
传统工程量采用人工计算再填入计价软件的方法进行工程量计算,而BIM模型建立过程中,工程量作为模型众多信息中的一个属性自动计算出来,免去了庞大的计算量,全自动提取各个构件、各个节点的工程量,大幅缩短预算时间。
五、钢结构构件深化设计
传统CAD图纸设计完毕后,经设计单位传递给施工单位后,施工单位会对钢箱梁进行深化设计,此过程需要10~20天时间,而应用BIM模型后,在设计阶段同步进行钢箱梁BIM钢箱梁三维建模,在施工阶段校核模型后可以实现自动拆分构件,直接生成工厂加工所需加工图,自动进行板材套料,载入数控机床进行加工,是工业化在钢结构加工中最大的优势体现。此过程能够大幅缩减钢结构构件深化设计的时间,缩短工期。
设计阶段模型直接使用
自动生成构件化白图
自动板材套料
六、路面压实监测
本项目对压路机添加了压实监测设备,在压路机压实道路过程中,能有效的监测出压实遍数、摊铺温度以及行车速度等信息。
多台压路机同时进行压路监测工作,可以相互协同工作。任意一台压实机器都能看到其他操作手的压实路径与压实度,防止超压或漏压。
实时监测平台,可以实时监测温度变化和速度变化,通过不同的颜色区分压实遍数。
七、碰撞检测
在BIM三维实体模型中,按设计要求绘制桥梁主体钢筋,提前做好碰撞检测,定位到碰撞的具体位置,根据要求对碰撞进行调整,给施工带来准确的尺寸和调整方法。这对于施工过程来说,是提高施工质量的手段之一。
碰撞检测报告
碰撞位置显示
碰撞调整后
八、设计优化
通过BIM建模,可以检查出传统CAD二维图纸设计时体现不出来的问题,因此,对在建模过程中的问题进行记录,总结出钢筋设计优化方案。
九、交通导改
(1)钢箱梁吊装交通导改
钢箱梁吊装交通导改过程演示结合真实的三维倾斜摄影与BIM模型,在模拟真实的环境下,按照钢箱梁吊装的不同步骤演示道路封锁情况与车流引导方案。
XH8-1一侧钢箱梁吊装交通导向
(2)桥下铺装施工交通导改
同样利用具有真实性的三维倾斜摄影模型,在拟真的环境下模拟桥下铺装施工过程中,顺桥向方向车辆引导的阶段过程。
通过直观的视觉表达可在交通导改演示过程中配合施工时间、步骤,在施工前演示不同施工步骤中施工导改内容。
实景三维模型+桥梁BIM模型
时间、施工节段内容与导改结合
十、三维激光雷达应用
针对本项目中道路工程,采用三维激光雷达在道路面层铣刨前、铣刨后、道路工程施工完成后三个阶段分别进行三维激光扫描,对道路排水工程、横坡提供新的解决手段。
通过扫描得到的点云数据进行逆向建模和数据分析,可以大幅度减少施工单位测量人员的工作量,提高道路测量精度。为道路的前期施工预算和施工完成后的工程量统计提供有力的数据支撑。
三维激光雷达数据采集
十一、施工管理平台辅助施工管理
本项目采用BIM5D施工管理平台对整个施工进行管控。基于BIM的施工项目精细化管理。为项目的进度、劳动力、机械设备管控及时提供准确信息,帮助项目管理人员基于数据进行有效决策。
将绘制好的BIM模型上传到平台,在PC端进行流水段划分,可根据工期计划对模型进行关联,实现施工模拟和进度控制。
业主通过网页端对项目进展进行管控,BIM5D系统对施工进度超前、正常、滞后的构件用不同颜色表示,正常与延迟完成情况一目了然。针对现场劳动力和机械设备都进行了具体的数量统计,使得项目各个方面都有据可查。
针对施工过程中产生的质量和安全问题,也由现场相关技术人员及时上传,及时发现问题、及时整改,以避免后期造成严重的损失。
十二、无人机应用
无人机主要采用大疆M600Pro搭载飞猫五镜头无人机进行高空无人机作业,使用大疆精灵4RTK版无人机进行节点辅助飞行作业。应用专业商用软件对数据进行预处理,提取影像的外方位元素,包括:线元素、角元素。并对相片质量进行评估,删除质量用问题的相片,查看影像的航向重叠度和旁像重叠度,以保证空三的质量,提升模型精度。
无人机航拍示意
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