某大桥项目BIM技术应用方案04.docx
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某大桥项目BIM技术应用方案04
XX大桥项目
施工BIM技术应用方案
2018年04月
~
一、本项目BIM应用规划
根据项目特点与管理需求，上海同豪土木BIM团队在本项目施工BIM咨询服务中主要在以下几个方面进行：
1）全息模型的创建与深化
2）基于BIM技术的施工图错漏碰检查
3）基于BIM技术的施工图深化
4）施工场地分析，辅助功能区选址
5）专项施工方案模拟
6）]
7）基于BIM技术的地质分析
8）基于BIM技术的3D打印技术应用
9）基于BIM技术的成本管控
10）基于BIM技术的质量安全协同管理
11）图档资料管理
全息模型创建
模型是一切BIM功能应用的基础。
所以建立高精度的模型是BIM应用最关键的一步。
方案设计师是一款专业的基于BIM技术的桥梁设计软件，是行业内唯一一款能够完成从桥梁总体布置图到钢筋大样图的完整设计系统，目前合作的设计单位已经超过600家。
]
方案设计师的模型不是单纯的二维图纸，而是真实的三维模型，系统内所有的自动绘制的图表均是由系统内的不同类型的BIM数据计算得来的，例如桩位坐标表、各种放样的大地坐标与高程、钢筋大样图、预应力束大样图等。
图：
方案设计师软件界面
桥梁博士系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。
系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算机技术，完全符合设计人员的习惯。
对结构的计算是宁繁勿简，充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况，使用更方便，计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，使用户不会因一时的失误而造成不必要的工作损失。
图：
某项目GIG+BIM应用
；
通过全息模型，管理人员可以按照管理需要进行错漏碰检查、施工技术三维交底、工程量的统计、材料采购计划的安排、施工进度管理等工作。
通过全息模型，可以科学模拟与计算各专项施工方案的合理性、安全性，为安全生产与提高建筑品质保驾护航。
施工图错漏碰检查
本应用点主要应用于设计阶段，图纸会审的主要目的是加快、加深深化设计前对项目的理解程度，提前解决现场施工环境和设计不一致的问题，在深化设计前深入协调碰撞问题和设计的可施工性。
在项目施工前，通过全息模型的可视化功能，快速查找施工图纸中存在的错漏碰问题，提高图纸审核质量，避免施工过程中因为图纸信息不明确造成的错误施工与工期延误。
图：
XX大桥项目施工图复核
施工图深化设计
|
施工图深化设计主要应用于深化设计与施工阶段，其主要目的是提升根据施工需求深化的模型的准确性、可校核性。
将施工操作规范与施工工艺融入模型，使施工图深化满足施工作业的需求。
图：
XX大桥项目劲性骨架与导索管空间定位深化
施工图深化设计主要工作内容应包括：
1）收集准确的数据。
2）工程模型设计，施工单位依据设计单位提供的资料（施工图、设计阶段模型），完善或重新建立该模型，使之符合施工阶段的特点及现场情况、完整表示工程实体及施工作业对象和结果，并包含工程实体的基本信息。
3）根据模型与图纸会审文件，设计单位进行自身范围内的设计冲突复核、调整及协调。
4）BIM技术工程师与施工技术人员配合，对建筑信息模型的施工合理性、可行性进行甄别，并进行相应的调整优化。
；
施工深化设计主要工作成果应包括：
1）定期更新的施工作业模型；
2）设计协调文件、整合问题管理文件等；
3）施工相关文件，包括深化施工图及节点图等。
施工场地分析，辅助功能区选址
场地分析应用点主要用于施工阶段，通过建立三维场地模型，运用各类分析软件，分析建筑场地的主要影响因素，并提供可视化的模拟分析数据，以作为评估方案选项的依据。
图：
XX大桥项目拌合站选址方案对比
；
场地分析应用点主要内容包括：
收集准确的测量勘察数据；建立场地模型，模拟分析场地数据，如坡度、方向、高程、纵横断面、填挖方、等高线等；根据分析结果，评估办公场地、构件加工场地选址的可行性。
场地分析应用点主要成果应包括：
场地模型；场地分析报告。
专项施工方案模拟
施工作业模型的基础上附加施工方法、施工工艺和施工顺序等信息，进行施工过程的可视化模拟，并充分利用建筑信息模型对方案进行分析和优化，提高方案审核的准确性，实现施工方案的可视化交底。
项目人员利用BIM技术和模拟技术，将桥梁三维模型与施工方法有效集成在一起，进行桥梁施工工序的模拟。
在这个过程中，通过生动、直观的过程模拟，施工人员可以有效分析复杂结构的施工工序是否合理、预制构件的吊装程序是否合理。
一旦发现施工问题，及时进行施工方案修改与再模拟，直至在施工之前获得可行的、高效的施工方案，从而确保施工的顺利进行，保证工程质量。
通过施工方案的模拟与优化，将隧道、桥梁施工过程中可能出现的问题提前发现、提前解决，这就改变了传统的管理思想，即由等待问题发生的“被动管理”转变为主动发现问题的“主动管理”，从而减少施工问题的发生、简化施工现场管理活动。
其次，由此获得的可视化施工过程，可用于实时指导真实的施工过程，特别是让工人能够更好地理解施工工艺、流程、协作方式、安全隐患等，这不仅可以减少施工问题的发生，还可以提高管理人员（如工程师）管理效率、减少管理活动。
&
最后，可以对项目的重点或难点部分进行诸如施工操作空间共享、施工机械配置规划、材料供应计划、构件安装工序、材料的运输堆放安排等，特别是其可视化的场地模拟对前期大临建设的规划具有很大的意义。
图：
某项目临时刚栈桥施工方案模拟
因此，BIM技术和模拟技术的集成应用，可为隧道、桥梁施工管理提供较好的支持，优化施工管理流程和活动，从而有效提高施工管理水平和安全水平。
基于BIM技术的地质分析
基于地质空间变异理论、三维图形计算机技术等，利用钻探、物探等地质原始数据或解析数据构建结构物沿线各50米范围内的三维地质模型，并可以对三维模型进行地质剖切、地质栅格图、地质统计、虚拟钻孔、地质三维浏览、三维算量等工程地质分析，可动态查阅地层分布及不良地质体发育情况。
，
图：
某项目三维地质体布尔运算
图：
某项目三维地质模型
基于BIM的3D打印技术应用
通过3D打印技术，把复杂构件打印出实体模型，并结合3D爆炸视图，分解细部排布情况，更直观的指导大型钢构件的现场生产加工；组织进行施工方案讨论，施工演练，有效地指导现场施工作业，提高工作效率。
基于BIM技术的成本管控
在建立全息模型的同时，已经录入了构成工程实体所需零部件的编号、数量、材质、重量、规格等信息，可以很容易地实现工程量清单、材料清单、零部件分类汇总的自动化计算，相对传统的数据统计方法，可以极大地提高工程数据的准确性。
…
图：
某项目工程数据清单
基于模型，实现主材物资的消耗量精确分析、动态统计。
为后续材料采购计划的制定、修改，相应资金的调拨提供参考，并为成本核算提供基础数据。
物机部根据工程量统计表编制材料采购计划；施工员可以根据各阶段、各区域的工程量安排备料与生产组织；预算员可以根据BIM数据进行多算对比，分析项目盈亏情况，进行劳务分包结算；项目管理部通过数据精细化管理，有效堵住管理漏洞，提高项目管理效益。
施工单位可以利用BIM模型按时间、按工序、按区域提取工程量。
在工程造价的控制中材料的控制是主要的，材料费用在工程中造价中往往占很大的比重，一般占直总费用50~60%左右。
因此必须在施工阶段严格按照合同中的材料用量控制，控制材料用量最好的办法就是限额领料，目前施工管理限额领料手续流程虽然很完善，但是没有起到实际效果，关键是因为领用材料时，审核人员无法判断领用数量是否合理, 无法获得实时的材料数据出现的材料浪费。
在传统施工管理施工中材料领取经验主义盛行，在施工过程中无法及时、准确获取拆分工程实务量，无法实现过程管控；往往是根据班组计算得到的过程中计划工程量制定采购计划，出现责权颠倒的现象。
基于BIM技术的关联数据库，可以准确快速的统计到每个区域，每个构件的材料用量随时为限额领料提供及时、准确的数据支撑；快速、准确的获得过程中工程基础数据拆分实物量，利用BIM技术可以快速过得这些数据并且进行数据共享，相关人员可以调用模型中数据进行审核，这些为施工企业制定精确的人材机计划提供了有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供了技术支撑。
图：
某项目现场材料用量审核
；
使用BIM技术对工程造价进行管理,首先需要集成三维模型、施工进度、成本造价三个部分于一体,形成5D模型,这样才能够真正实现成本费用的实时模拟和核算,也能够为后续施工阶段的组织、协调、监督等工作提供有效的信息。
项目管理人员通过5D模型在开始正式施工之前就可以确定不同时间节点的施工进度与施工成本,可以直观地按月、按周、按日观看到项目的具体实施情况,即形象进度,并得到各时间节点的造价数据,很好地避免设计与造价控制脱节、设计与施工脱节、变更频繁等问题,使造价管理与控制更加有效。
图：
某项目5D造价管理
基于BIM技术的质量安全协同管理
利用远程数字视频监控系统与模型的结合，能对工程施工情况及人员进出场情况进行实时监控，做到随时了解监控区域安全风险和工程进展情况。
由于公路项目呈线性分部，施工管理过程中会出现很多不可预见的管理风险：
如地质灾害、管理盲区等，借助无人机可以将飞行过程中采集的影像数据及时回传至监控中心，从而加强项目巡查力度，为安全隐患排查提供技术支持。
[
通过BIM技术应用帮助企业建立企业级数据库，即企业大后台；总部、分公司、项目部等各部门使用的客户端最终成为一个个“小前端”，可通过互联网快速调取实时准确所需的基础数据。
并且建模的模型可以随时通过小前端调取，查询模型信息，指导现场施工，提高施工质量管理力度。
图：
手机客户端查询施工信息
通过轻量化的移动客户端，将模型随身携带，第一时间采集现场安全隐患的数据信息，并与模型关联。
信息采集者可以将安全隐患问题通过手机短信、微信、QQ等方式进行信息传递，直接推送给相关人员，形成问题整改的可追溯管理。
管理人员可通过电脑、手机登录管理平台，查询安全隐患问题的整改落实情况。
图：
基于BIM管理平台查询安全问题整改情况
@
图：
基于移动客户端的安全协同管理
图档资料管理
按照统一指导，分级管理档案的原则，将项目全过程资料进行分类整理，把书面资料扫描成电子文件，统一标准格式。
集成上传到BIM系统，形成可视化的BIM数据，可方便后期资料的提取和查询。
档案的完整，准确，系统和有效利用，可不断的推动现场施工管理向更高的层次和水平发展，使施工现场整体管理更加科学化、标准化、规范化。
为了实现项目信息化管理的要求，我司将在本项目BIM应用服务过程中积极听取项目建议、不断收集管理需求，解决项目更多的管理需求。
[
二、本项目BIM实施保障体系
BIM实施标准
建立统一的BIM建模标准，不仅可以提高建模准确性，减少错误发生的概率，还可以为审核模型带来便利，提高各参建单位的协同效率。
本标准的建立，主要有以下几个目的：
1）规范各专业建模标准，提高设计与施工的建模准确性；
2）便于内部、外部的质量检查，提高模型复核效率；
3）方便各参建单位模型数据互用，提高协同效率，保证信息一致性；
4）适应BIM管理系统的数据要求。
软件版本与数据存储标准
;
由于项目涉及专业众多，为了提高BIM应用价值，会根据项目特点与管理需求选择合适的BIM软件建立模型，在建立模型时，必须充分考虑模型的复用，以降低建模工作量，便于修改和调整，保持工作成果的一致性。
软件和版本
1）操作系统：
Windows7/Windows8/Windows1064位版
2）BIM软件：
（BIM软件根据项目应用点策划进行选择）
序号
BIM软件名称
主要功能
版本号
`
1
AutodeskReivt
结构、工艺、管道、道路、地形，核心协同模型
2016
2
AutodeskCivil3D
地形地貌、道路设计
2016
:
3
Autodesk3dsMax
模型渲染、动画制作
2016
4
AutodeskNavisworks
专业集成、碰撞检测、进度模拟
2016
>
5
AutodeskCAD
二维图纸
2014
6
TeklaStructures
钢结构
》
7
Rhinoceros
幕墙
8
SketchUp
方案设计
2016
/
9
Lumion
模型渲染、方案展示
10
Fuzor
漫游、渲染
2016
.
软件和数据存储路径
各个BIM团队工作人员采用一致的方式建立工作路径：
1）操作系统安装在C盘；
2）BIM软件安装在D盘；
3）BIM服务数据放在E盘；
4）数据备份采用服务器统一备份。
BIM技术应用需要多部门协同工作，按规范工作可以减少模型不一致性带来的麻烦，减少重复工作。
由于BIM模型成果交付往往需要多次交付，交付过程中的沟通记录、服务记录都应该让BIM服务团队了解。
[
主体结构各专业建模标准
建模深度
深度级数
描述
LOD100
概念级
方案设计阶段
具备基本形状，粗略的尺寸和形状，包括非几何数据，仅线、面积、位置。
周边地形范围为到红线外500米。
|
LOD200
设计级
初步设计阶段
近似几何尺寸，形状和方向，能够反应物体本身大致的几何特性。
主要外观尺寸不得变更，细部尺寸可调整，构件宜包含几何尺寸、材质、产品信息（例如电压、功率）等。
LOD300
设计级
施工图设计阶段
物体主要组成部分必须在几何上表述准确，能够反映物体的实际外形，保证不会在施工模拟和碰撞检查中产生错误判断，构件应包含几何尺寸、材质、产品信息（例如电压、功率）等。
模型包含信息量与施工图设计完成时的CAD图纸上的信息量应该保持一致。
、
LOD400
施工级
施工阶段
详细的模型实体，最终确定模型尺寸，能够根据该模型进行构件的加工制造，构件除包括几何尺寸、材质、产品信息外，还应附加模型的施工信息，包括生产、运输、安装等方面。
LOD500
竣工级
竣工提交阶段
除最终确定的模型尺寸外，还应包括其他竣工资料提交时所需的信息。
（
图：
模型深度的划分标准
建模原则
1）模型的建模坐标应与真实工程坐标一致。
与传统的工程表达方式不同，公路工程构筑物及其构件的空间坐标对于公路工程模型至关重要，为了一些使用需求，模型信息能够提供正确的数据支持，有必要强调地理信息的真实性。
2）在满足项目需求的前提下，模型应符合下列规定：
模型能完整的反应设计意图；模型符合施工工法和措施要求；输入的公路工程信息应满足现行有关工程文件编制深度规定。
3）模型文件单位：
Metric，即米制单位。
主单位：
米。
4）模型文件主格式：
DGN、rvt、IFC等通用三维数据交互格式。
5）在满足建模精细度的前提下，可使用二维图形、文字、文档、影像补充和增强公路工程信息。
图纸、文档文件格式以.PDF为主，视情况提供可编辑文档格式。
`
在当前的软硬件技术条件下，为了提高效率，使用低维的图形作为辅助表达手段是必要的。
另外，必要的文字、文档、多媒体等，可极大的补充和丰富项目信息，也视为有效的信息表达方式。
在模型全生命周期内，同一模型文件的命名应保持前后一致。
模型拆分原则
模型根据项目阶段不同，分为设计阶段模型、施工阶段模型和竣工模型。
设计阶段模型能完整的反应设计意图。
施工阶段模型能反应施工进度实时动态更新，满足施工质量检查、验收程序要求，展示施工
工艺过程的模型，其在设计阶段模型的基础上，根据项目施工进度计划、质量验收规程要求进行模型拆分，并随施工实际进度更新。
竣工模型能完整、真实体现项目建成后的样貌。
）
模型拆分应包括：
项目阶段、标段、专业、单位工程、分部工程、构件、构件分解单元，建议按下图的规定拆分：
图：
模型文件拆分级别
4）视构筑物大小一个分部工程对应一个三维软件格式文件，如：
DGN、rvt、IFC文件。
5）构件分解单元满足施工进度、工艺、措施等要求的拆分。
6）单位、分部及分项工程的划分标准参考《公路工程质量检验评定标准》，本项目由总承包单位配合建模。
建模范围及要求
设计模型由设计总协调方完成，后续模型维护，在实施过程中，各参与方对BIM所承担工作职责，应与建设实施过程中所承担职责一致。
）
下表1～4规定了公路工程各构筑物应包含的构件，但不限于以下内容。
1桥涵构件
表1桥涵构件
结构体系
主体结构
构件名称
梁式桥
（预制梁、常规现浇梁）
"
上部结构
主梁、湿接缝、现浇层、墩顶现浇段、横隔梁
下部结构
桥墩
盖梁、挡块、墩柱、承台、系梁、桩基础
、
桥台
盖梁、挡块、挡土板、台身、前墙、侧墙、耳背墙、承台、桩基础
附属
铺装、护栏、防抛网、锥坡、搭板
梁式桥
（悬浇结构）
上部结构
:
主梁
下部结构
桥墩
盖梁、挡块、墩身、承台、系梁、桩基础
桥台
?
盖梁、挡块、挡土板、台身、前墙、侧墙、耳背墙、承台、桩基础
附属
铺装、护栏、防抛网、锥坡、搭板
斜拉桥
主塔
塔柱、系梁、承台、基础
、
主梁
主梁钢箱梁节段
主梁吊索钢锚箱
斜拉索
拉索索体
下部结构
桥墩
盖梁、挡块、墩柱、承台、系梁、桩基础
桥台
盖梁、挡块、挡土板、台身、前墙、侧墙、耳背墙、承台、桩基础
附属
铺装、护栏、锥坡、搭板、支座系统
涵洞
洞身
盖板、涵身、基础、涵底、铺砌
洞口
—
八字墙、一字墙、帽石
2路面、路基构件
表2路面、路基构件
功能
主体结构
构件名称
路面
路面结构
>
面层、基层、垫层
横断面组成
绿化带、分隔带
路缘石
路基
（
边坡
边坡
支护
路堑墙
路肩墙
路堤墙
排水
排水沟管
边沟、排水沟、截水沟、平台截水沟、平台排水沟
交安设施
交通设施
%
标线、标志、信号灯等
用地界碑、里程碑、百米桩等
安全设施
护栏
】
照明设施
路灯
3隧道构件
表3隧道构件
主体结构
构件
洞身衬砌结构
拱墙衬砌、仰拱衬砌、底板衬砌、仰拱填充、堵头墙、背墙、门框墙
￥
洞门结构
帽檐式洞门、喇叭口式洞门、直切式洞门、削竹式洞门、斜切式洞门、倒斜切式洞门、柱式洞门、翼墙式洞门、耳墙式洞门、台阶式洞门、柱式明洞门、耳墙式明洞门、偏压式明洞门、单压式明洞门
沟槽
中心水沟、中心管沟、侧沟
防排水构件
截水天沟
隧道机电设施
车辆检测器，气象检测器，闭路电视监视系统，紧急电话系统，环境检测设备，报警与诱导设施，可变标志，通风设施，照明设施，消防设施，本地控制器
】
4机电构件
机电根据类型不同，分为监控设置、通信设施、收费设施、低压配电、照明设施、隧道机电设施。
表4机电构件
功能
构件
监控设施
车辆检测器，气象检测器，闭路电视监视系统，可变标志，光电缆线路
通信设施
|
通信管道与光电缆线路，紧急电话系统，无线移动通信系统
收费设施
入口车道设备，出口车道设备，收费站设备，收费中心设备，闭路电视监视系统，电缆及塑料管道
低压配电设施
中心（站）内低压配电设备，外场设备电力电缆线路
照明设施
照明设施
隧道机电设施
—
车辆检测器，气象检测器，闭路电视监视系统，紧急电话系统，环境检测设备，报警与诱导设施，可变标志，通风设施，照明设施，消防设施，本地控制器
5交通安全设施构件
单个的交通安全设施即为一个构件，有标线、标志、突起路标、轮廓标、防眩设施、隔离栅、防落网。
文件夹结构与命名
项目或构筑物的文件夹结构应包括：
项目、项目阶段、标段、专业、单位工程、分部工程、资料及文档等基本要素，宜参考如下架构：
项目
项目阶段
-
标段
地面模型
设计中心线
机电工程
房建工程
交通安全设施
土建工程
路面、路基工程
、
隧道工程
互通立交工程
桥梁工程
施工图设计阶段模型
施工阶段模型
单位工程
模型文件
竣工模型
@
标准构件库
资料及文档
1）项目阶段：
项目实际进展阶段，如施工图设计阶段。
2）标段，由总承包单位配合提供。
3）专业：
按实际项目参与各专业划分。
4）单位工程：
单位工程的文件夹名由“名称+起点桩号~终点桩号”组成，按桩号从小到大排序。
5）模型文件指承载几何属性的文件，根据项目实际单位、分部及分项划分，模型文件可以是分部工程、分项工程、构件单元。
本规则BIM应用是公路工程全生命周期的管理应用，需要满足设计、施工阶段BIM信息传递。
因此，需统一规定模型交付物命名规则和存储文件的文件夹结构与命名，使所有参与方准确、快捷地进行数据导入和提取，并实现整体管控。
[
模型交付物命名规则
模型文件命名由项目阶段、标段、专业、单位工程、分部工程和版本号共同组成。
模型编号基本格式应按下表的规定确定。
模型文件命名规则
分级编号
0级
1级
2级
分级标题
]
项目阶段
标段
专业
模型文件
分部工程
版本号
数据字符类型
AA
^
NN~NN
AA
AA
AA
NN
注：
数据字符类型栏中A表示数据字符类型为中文汉字，N表示数据类型为数字，括号内为可选项。
模型文件命名的基本模式应按图的规定确定，各级编号之间应用“-”连接。
】
图模型命名基本模式
信息模型规定
公路工程信息模型信息分几何信息与非几何信息。
几何信息和非几何信息随项目进度而不断充实。
非几何信息划分原则：
1）建设和运营需要支持日常管理的管理类的非几何信息划分为模型附加信息。
2）后期的运营业务扩展和升级所需的非几何信息划分为模型附加信息。
3）建模软件默认内置及用户自定义的新增用于模型分析或管理的非几何信息划为模型内置信息。
{
倾斜摄影模型应用标准
1）建立要求范围内的倾斜摄影模型，精度要求：
米；数据格式为.kml。
2）倾斜摄影模型应满足真实地理坐标位置。
3）按项目时间要求提交倾斜摄影模型。
4）倾斜摄影提供商应配合系统研发工作，协助处理文件满足系统要求。
施工技术方案模型应用标准
1）施工技术方案中主体模型直接调用或截取相关专业的主体模型。
2）施工措施模型需完整反映施工方案中的技术参数，如脚手架搭设方式、架体高度、钢管类型、立杆纵距、立杆横距、剪刀撑设置、连接方式等。
）
3）施工演示动画方式符合现场施工组织生产方式，直观反馈现场施工工艺与施工工序。
4）技术方案交底需保留交底文件，参会人员签字确认。
模型质量控制体系
模型质量由施工单位技术部门严格管控、负责。
BIM咨询团队在建模时应该严格按照设计图纸要求进行模型创建；同时BIM咨询团队还应该建立完善的模型检查制度，以确保模型的完整性和准确性。
模型质量检查
模型信息审查是保证设计信息完整性和准确性的重要环节。
BIM团队在项目之初应确定每个阶段的专业模型精细度，这一标准应与BIM国家标准相吻合，也应与项目合同约定的内容相吻合。
1
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