第一讲 BIM技术及在铁路动态施工中应用

1、2019年7月第一讲石家庄铁道大学石家庄铁道大学 吕希奎吕希奎是通过创建并利用数字模型数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。指通过数字信息数字信息仿真模拟工程建筑物所具有的真实信息。几何形状、空间地理位置几何形状、空间地理位置描述等视觉信息，非几何信息：建设依据、材料信息、构件信息、图纸、采购信息等。BIM技术摒弃了传统摒弃了传统CAD用点、线、面等简单几何图形象征某一构件的理念，而采用面向对象的三维数据表达形式来描述建筑的每一个组成部分。 建筑信息模型（BIM, Building Information Modeling ）一、BIM技术概述施工管理水平低建设成本高问题问题施工质施工

2、质量低量低施工周施工周期长期长工期安工期安排不合排不合理理施工返施工返工率高工率高设计设计图纸和施工现场不尽符合，增加了协调工作，降低了施工效率；图纸和施工现场不尽符合，增加了协调工作，降低了施工效率； 对于多个工点的交叉施工，只能靠项目管理人员凭借经验来解决工程中对于多个工点的交叉施工，只能靠项目管理人员凭借经验来解决工程中存在的矛盾，存在的矛盾，不能实现三维展示不能实现三维展示、模拟施工和施工工序工期安排、模拟施工和施工工序工期安排；传统建筑工程中存在的问题传统建筑工程中存在的问题一、BIM技术概述共享建筑模型建筑师暖通工程师施工管理员建筑物业主设施管理员土木工程师结构工程师 多个多个专业

3、在专业在建筑信建筑信息模型息模型上上可以可以同时同时进进行直观行直观可视化可视化分析。分析。一、BIM技术概述可视性可视性模拟性模拟性可出图可出图性性优化性优化性协同性协同性一、BIM技术概述建筑信息模型建筑信息模型优势优势1、可视性可以直观地对建筑物的外观及内部全方位地可视、分析可以直观地对建筑物的外观及内部全方位地可视、分析一、BIM技术概述二、三维关联二、三维关联1、可视性一、BIM技术概述1、可视性一、BIM技术概述可视化方案审核 2、模拟性根据项目的进度进行前期的施工模拟，以便更好地实现对工程过程的管理一、BIM技术概述3、协同性各专业集中在同一个平台下工作，避免因设计数据不同步而造

4、成的设计错误一、BIM技术概述管线综合与碰撞性检测管线综合与碰撞性检测3、协同性一、BIM技术概述4、优化性根据已建立的模型论证、优化项目方案一、BIM技术概述4、优化性一、BIM技术概述设计优化设计优化5、可出图性建立后的三维模型可自动生成二维图纸一、BIM技术概述创建任意位置的平、立剖面图创建任意位置的平、立剖面图5、可出图性一、BIM技术概述n 美国：2009年 7 月 1 日开始，预算 500 万美元以上的所有项目和预算在 250 万美元以上的施工项目，都必须从设计开始应用 BIM 技术。Freedom tower（新WTO）高速公路BIMBIM在国外：一、BIM技术概述n英国：大型项

5、目基本都使用BIM技术。The M25 MotorwayPanama-Canal 沟渠项目建筑行业BIM在国外：一、BIM技术概述n 北欧国家：自2007年10月1日起，国家强制要求建筑设计部分使用BIM。在设计招标将有强制的BIM要求，这些BIM要求将成为项目合同的一部分，具有法律约束力；需要提交最终BIM模型，且建筑结构与模型内部的碰撞需要进行存档；BIM在国外：一、BIM技术概述n 澳大利亚：大型项目基本都使用BIM技术。BIM在国外：一、BIM技术概述n 日本、韩国：BIM应用已经很普遍，目标2016年实现全部公共设施项目使用BIM 技术。日本某互通韩国三星城BIM在国外：一、BIM技

6、术概述（1）大部分业内同行听到过 BIM （2）对BIM 的理解有相当大比例的专业人员认为BIM 是换一种软件（3） 大部分人认为BIM就是一个三维模型的实现（4）有一定数量的项目和技术人员在不同项目阶段和不同程度上使用了BIM（5）目前重大建筑项目用到BIM技术（6）BIM 进入“十一五”国家科技支撑计划重点项目， 要求加快BIM的应用BIM在国内：一、BIM技术概述工业行业建筑行业铁路行业BIM在国内的应用：一、BIM技术概述需要与准确的空间地理信息关联具有更为巨大的三维模型（数量）需要构建项目周围较大范围的地面三维模型等。铁路BIM挑战：准确空间信息、大数据量一、BIM技术概述1.背景与

7、意义 1) 我国正处于大力发展高速铁路的时期，需要提高铁路施工管理现代化水平和加速信息化过程。 2)铁路工程施工过程具有周期长，工艺流程多，投入资源量大的特点，而在施工过程中容易出现图纸变更，调整进度计划等状况，导致出现项目工期延长无法按时完成、资源需求计划不准确、工程项目二次返工等问题。 3)近年来，BIM技术越来越多的应用到项目施工管理过程中，为精细化管理提供了一种新思路，有效地提高了项目的管理水平。二、BIM技术在铁路动态施工中应用 1) 基于BIM深化施工，尽早发现问题，进行优化调整； 基于BIM开展重难点部位的可视化交底，减少返工。 2)结合BIM、实现数字化、可视化施工现场管理。

8、3)基于BIM三维可视化，进行计划进度、质量、资料管理 4)BIM技术与施工方案和施工仿真相结合，可以减少工程返工和整改，在一定程度上保证了工程进度和质量。二、BIM技术在铁路动态施工中应用1.背景与意义 场地布置利用Revit、Civil3D、Infraworks三款软件协同设计完成。Autodesk Civil 3D 处理地形数据生成曲面；地形与影像结合，确定场地位置，地形开挖（放坡）；便道详细设计。Autodesk Revit完成场地布局设计Infraworks360便道的选线和定线；临建设施、场地布置及便道的最终效果展示。2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法利用Civil3D通过高程

9、点数据、AutoCAD地形图、GIS数据及地形特征线等完成地形曲面的创建。地形曲面地形曲面2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法利用利用Raster designRaster design 插件将影像图和地形结合，匹配确定插件将影像图和地形结合，匹配确定场地位置场地位置。2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法利用利用Civil3DCivil3D软件软件放放坡功能完成场地模型的建立，以坡功能完成场地模型的建立，以及场地填挖方量的统计。及场地填挖方量的统计。混凝土拌合站混凝土拌合站钢筋加工厂钢筋加工厂2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法场地填挖方量的统计场地填挖方量的统计2. 基于BIM的铁路施

10、工场地布置方法弃弃渣场布置渣场布置弃弃渣场曲面渣场曲面2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法利用利用RevitRevit软件软件完成场地布局及临建模型的建立。完成场地布局及临建模型的建立。混凝土拌合站钢筋加工厂钢筋加工厂局部展示2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法将最终结果导入将最终结果导入InfraworksInfraworks中中。场地开挖结果钢筋加工厂拌合站2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法InfraWorksInfraWorks中完成施工便道的中完成施工便道的选线定线选线定线，导出，导出. .imximx到到Civil3DCivil3D中进行纵断面、装配等详细设计，并对便道的中进

11、行纵断面、装配等详细设计，并对便道的开挖开挖方量方量进行进行统计计算统计计算。InfraWorks中便道设计Civil3D中便道设计2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法便道曲面2. 基于BIM的铁路施工场地布置方法根据现场根据现场实际施工实际施工的方法以及的方法以及WBSWBS分解结构分解结构，建立桥梁施工模，建立桥梁施工模型时将其分解为型时将其分解为3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法桩基参数化建模桩基参数化建模3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法承台参数化建模承台参数化建模3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法墩身建模墩身建模3.基于Revit平台的桥隧施工模

12、型的创建方法简支箱梁简支箱梁简支简支T T梁梁3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法0#块块1#块块17#块块17#块块3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法（68+128+68）m连续梁连续梁3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法利用利用Revit APIRevit API和和C#C#语言语言二次开发实现桥梁施工模型的二次开发实现桥梁施工模型的自动化建立。自动化建立。3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法实体墩实体墩3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法空心墩空

13、心墩3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法梁程序界面梁程序界面3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法连续梁连续梁3.基于Revit平台的桥隧施工模型的创建方法NavisworksNavisworks支持支持6060多种数据格式的模型文件，通过多种数据格式的模型文件，通过附加或合并附加或合并的方式的方式将建好的将建好的RevitRevit桥梁和隧道模型添加到桥梁和隧道模型添加到NavisworksNavisworks中，中，进行进行坐标和单位坐标和单位变换。变换。4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理进度实时跟踪困难，可视化程度不高，管理人员很难及时发现问题。沟通困难，

14、无法及时发现现场材料供应情况，出现施工进度和材料供应的不协调，导致施工进度延误，不利于项目的标准化和精细化管理。传统进度管理传统进度管理提升全过程协同效率，基于BIM技术的进度管理，简单易懂、可视化好；通过施工过程的可视化模拟，容易发现在二维情况下难以发现的施工工序逻辑错误，从而可以纠正和优化进度计划；与施工进度计划信息相关联，实现施工进度的动态化管理；碰撞检测，发现设计问题，及时调整，从而减少返工以免影响施工进度。基于基于BIMBIM技术的进度管理技术的进度管理4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理根据根据WBSWBS分解结构，利用分解结构，利用TimeLinerTimeLiner

15、模块创建模块创建施工任务施工任务和和进度进度计划计划，并与施工模型相关联形成，并与施工模型相关联形成施工施工4D4D模型模型。4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理NavisworksNavisworks施工模拟技术路线施工模拟技术路线4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理桥梁划分及创建进度计划过程4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理1 1、DataToolsDataToo

16、ls功能将功能将NavisworksNavisworks中的场景中的场景图元通过图元通过IDID与与外部外部数据库数据库dBasedBase、ExcelExcel、AccessAccess、SQL SQL ServerServer等链接等链接起来并进行管理，通过更新数据库中的数据，将起来并进行管理，通过更新数据库中的数据，将资料现资料现状体现在模型上面状体现在模型上面，能够直观的看出施工部位的各项资，能够直观的看出施工部位的各项资料是否料是否完整。完整。2 2、链接施工照片链接施工照片，模型构件与对应的施工照片相链接。，模型构件与对应的施工照片相链接。3 3、添加、添加NavisworksNa

17、visworks文档文档4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理1）链接数据库4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理2）链接施工图片4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理3）链接Navisworks文档4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理QuantificationQuantification模块模块提供了提供了计算工程量计算工程量的功能，通过其模的功能，通过其模块可以对场景中的三维模型进行工程量的块可以对场景中的三维模型进行工程量的计算计算。4. 基于Navisworks的铁路桥隧施工管理 Navisworks软件本身只能实现进度管理、施工过程模拟，利

18、用.NET开发方式，采用C#编程语言开发Navisworks施工管理插件。实现实时浏览项目三维模型和二维图纸；三维技术交底；施工日志、检验批等资料的管理及台账、合同计价等的管理。5. 基于Navisworks的施工管理插件开发5. 基于Navisworks的施工管理插件开发5. 基于Navisworks的施工管理插件开发5. 基于Navisworks的施工管理插件开发实现了实现了施工日志施工日志的的填报填报、查询查询，工程报验审批表工程报验审批表、质量验质量验收记录表收记录表及及材料审批材料审批等的填报。等的填报。5. 基于Navisworks的施工管理插件开发检验批的填写及查询检验批的填写及查询5. 基于Navisworks的施工管理插件开发检验批的填写及查询检验批的填写及查询5. 基于Navi