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天府牧山数字新城数字经济产业园二期项目杨柳新桥BIM应用与创新 谢峰 杨星 谭俊波 孙先锋 吴勇 赵刘伟 中国建筑西南设计研究院有限公司 1、项目概况 天府牧马数字新城基础设施项目二期工程位于成都市新津区花源街道。其中的杨柳新桥位于青云大道北延线上, 因青云大道北延线跨越杨柳河而设立。桥梁一跨跨越河道,整体南北走向,与杨柳河正交。项目青云大道全长856m, 功能定位为城市次干路。本桥设计时速40km/h,标准路 幅宽度20m,双向2车道布置,横断面采用机动车道、人行道分离式布置。大桥全长173m,采用异形中承式钢箱拱桥,与周边的地理环境契合度较好。 2、BIM应用环境 随着成都市市政工程设计行业建筑信息模型技术的应 用逐渐普及,目前已经拟定了《成都市市政工程建筑信息模 型(BIM)设计技术规定(试用版)》,并且逐步建立基于 建筑信息模型的施工图审查体系。从而提高建筑信息模型技 术应用水平,提升建筑信息模型技术在市政工程项目运用的 综合效益,促进行业的数字化发展,助力建设智慧城市。 3、BIM设计环境的构建 3.1 BBIM设计标准制定。通过本项目编制完善了《CSWADI 市政工程BIM 设 计交付标准》,为本项目及后续项目奠定了技术规范基础。 3.2 BIM设计软件选用。选择数据管理能力出色、数据接口统一、控制精度高、 逻辑关联性强的达索最新的设计平台 3D Experience V6- R2015。 4、BIM应用实施 4.1 BIM设计 4.1.1 BIM三维设计。根据规范标准,按照施工图精度要求,创建了桥梁、 其他附属工程等BIM模型,并赋予各类设计属性信息。 4.1.2 设计协同平台。通过骨架模型构建分部分项的定位信息 , 形成多人协 作,化整为零,统一装配的协作模式。 4.1.3 与后续应用数据承接。通过创建参数化图库,类似的项目、结构修改相关信 息即可直接应用。同时项目作为新津区的BIM技术应用试 点工程,为新津区后续项目提供了良好的模板BIM。设计成果精度满足施工要求,并直接交付于业主单位,后续施工模拟可直接此模型上进行。设计成果可直接导入新津区智慧 建造管理平台,结合桥梁健康检测设备,对桥梁运营期健康状况进行实时监控,实现健康状况可视化。 4.2 BIM设计应用 4.2.1 边界条件前置分析。项目通过无人机倾斜摄影得到地形三维数据,对进行 编程分析得到三维地形图,根据地形图进行桥跨布置,从而确定桥梁方案。 4.2.2 设计优化,通过构件可视化,对项目进行核查。对于横撑部分, 初步拟定方案横撑结构尺寸偏小且与拱肋存在小夹角加工 难度大、施工质量无法保证,通过数字化手段,对横撑的结 构尺寸及与拱肋的角度进行了优化计。对于拱脚部分,根据 结构受力分析,原方案尾部处于不受力状态,故对其尾部进 行结构优化设计。 4.2.3 仿真分析。对于整体结构模型,采用caita参数建模 ---midas civil 计算分析 ---- 针对分析结果优化模型的设计流程化。对于局部模型,采用 caita---midas fea----caita的设计流程。这样我们完成了对桥梁整体和局部结构全覆盖的仿真分析。 4.2.4 二维出图。杨柳新桥为三维空间曲面结构,常规二维手段无法进行图纸绘制。这是本桥运用BIM技术的一些出图过程,其中全桥桥型、吊点及横撑等三维曲面结构仅需建立辅助视角面即可出图,而如基础等常规三维结构可直接一键出图,大大提高出图效率。本项目重要构件出图率达到100% 4.2.5 工法工筹。通过对施工工艺及流程进行仿真模拟,对施工作业进行全阶段指导。本桥先进行下部结构及梁体施工,待主梁安 装完成后,在桥面搭设支架进行拱肋安装。拱肋成空间扭曲形态,且所有节段均不相同,是安装的难点及重点,通过BIM技术能有效提高安装精度、缩短项目工期。 4.2.6 工程量提取。对于空间异形结构通过常规二维手段难以计算工程量。我们通过编写程序,提取构件体积、表面积等参数,快速、 准确的提取工程数量。 4.2.7 项目可持续性,通过本项目,建立了以栏杆、伸缩缝、支座、吊点、承台、 桩基等构件组成的参数化族库,利于模型更新及类似项目应用。同时项目作为新津区的BIM技术应用试点工程,为新津区后续项目提供了良好的模板。 4.2.8 数字化装配。我们通过约定相同基准点,建立结构零件,零件拼装为构件,构件拼装成完整模型的装配流程 , 并各构件连接处进行约束,从而完成整个项目的BIM正向设计。 5、综合效益 本项目历时30天,设计人员参与4人,利用骨架模型构建分部分项的定位信息 , 形成多人协作,化整为零,统一装配的协作模式。利用BIM技术,对设计中的错漏碰缺进行了精准的判断,大幅避免设计变更,提升了设计效率, 提高了设计水平。主要表现为:1、通过可视化技术,提高了项目的表现力,提升了项目的社会影响力;2、通过编程,提取工程数量,提高了效率及精度;3、借助参数化设计手段 , 针对不同设计阶段 , 逐步深化参数化骨架模型,快速绘制二维图纸,节约了设计时间;4、利用参数化技术快速交互结构计算信息 , 实现了BIM模型与分析软件数据模型的无损传递,提高了计算精度;5、运用BIM数据的共享,提升参建各方沟通效率、 加工成品率、施工精度,预计缩短项目工期一个月以上 , 较好的节约项目成本。 在本项目中,BIM团队通过创新应用综合性BIM解决方案,不仅节省了成本,缩短了工期,响应了国家的BIM政策,同时也实现了设计要为智慧运维做好充分准备、打造项目数字化资产的高要求。作为新津区BIM技术应用试点项目,其成功的经验,必将为推动成都市BIM技术应用实施提供良好的模板。 |
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