快速路系统规划设计BIM技术应用方案

临汾市快速路系统规划方案设计

BIM技术应用探索高立鑫天津市政总院第三设计研究院2016年8月4日BentleyCONNECTION交通行业热点技术研讨会天津市政设计院简介天津市市政工程设计研究院始建于一九四九年十月十八日，新中国成立之后组建的首批市政设计单位之一，国内专业最齐全的市政设计单位之一，国家认证的高新技术企业。作为综合型国家甲级设计研究院，拥有市政行业甲级、公路行业（公路、特大桥梁、交通工程）专业甲级，建筑行业（建筑工程）甲级、风景园林工程设计专项甲级、工程咨询甲级、工程勘察类综合甲级、测绘资质甲级、工程总承包甲级、工程监理甲级、城乡规划乙级、环境工程（污染修复工程）专项乙级资质，并取得国家外经贸部批准的对外经营权。设计院BIM开展情况天津市市政工程设计研究院先后引进了包括Bentley、Autodesk、ArchiCAD等BIM系列软件，并在工程设计中广泛应用。2014年，21个项目应用BIM技术；同年引进Bentley系列软件，并进行了一个月的集中培训，完成院级课题“吕梁纬二十五路三维协同设计及全景测绘技术的应用”。2015年，47个项目应用BIM技术；完成院级BIM规范《BIM可视化应用标准》；

完成

“基于全寿命周期的高速公路BIM三维协同分析模型标准化研究”（天津市交委科技创新项目分项课题），首次建立天津市高速公路BIM三维协同设计模型库及标准构件库；2016年，主持部级课题“基于BIM的市政工程项目全过程应用研究”（2016年住建部科学技术项目计划）。申报2016年Be创新奖三项：杭州市彩虹快速路项目BIM设计、临汾市快速路系统工程BIM设计、青田水厂原输水管改造工程。目录一、概况及BIM应用目标01二、BIM项目团队02三、BIM实施方案及步骤03五、BIM项目成果05理念BIM过程工具技术四、BIM设计过程及分析04六、BIM总结及展望06一、概况及BIM应用目标1.1项目概况临汾市地处“晋陕豫黄河金三角”，是区域重要的交通枢纽和物流集散中心。建设目标：快慢分离、长短分离、屏蔽过境交通，保护和疏导市中心。建设方案：以“高架快速+地面辅道”为主。立交设计理念：“慢进、快出、环线疏解”本项目主要改造现状河汾一路、尧贤路、南外环路、滨河东路四条道路，组成快速环线，全长23.8公里，共设11处互通立交，其中枢纽立交4座。设计阶段：规划方案设计一、概况及BIM应用目标BIM应用目标：为管理部门决策提供虚拟的可视化方案设计理念展示关键节点优化交通虚拟漫游多专业协同BIM应用技术路线：采用Bentley系列软件进行三维设计，借助ProjectWise协同平台和Microstation基础平台，运用OpenRoads技术，建立道路、桥梁、地道等信息化模型，总装后结合LumenRT虚拟现实技术，进行渲染漫游，提供可视化设计成果和渲染效果图；结合城市未来交通模拟优化节点方案，使得工程方案实施性较强，和周边场地衔接合理。1.2BIM目标和技术路线（方案设计）理念BIM过程工具技术二、BIM项目团队本项目BIM设计工作由滨海分院BIM设计团队完成，包括道路、桥梁、隧道、交通等专业12人。项目负责人：曾伟（滨海分院道路专业总工）BIM校审：黄思勇（滨海分院总工程师）BIM校审：蒋宏伟（滨海分院副院长）BIM负责人：高立鑫（高级工程师）道路模型：白国鹏、李凯峰桥梁模型：宋力勋、李海东隧道模型：闫达交通设计：位树场景设计：刘飞模型渲染：杨雪峰、段晓沛漫游制作：白国鹏、杨雪峰三、BIM实施方案及步骤3.1

BIM实施方案1、本工程在既有道路上建设快速路系统，现状道路状况复杂，周边地块开发、拆迁问题较为突出，是工程实施的重要控制因素。本工程BIM设计工作分路线、道路、桥梁、隧道、设备、场地六大部分，传统二维设计碰撞点较多，为保证六部分有效衔接参考，借用ProjectWise平台协同设计和Navigator碰撞检查，建立共享工作空间，设计实时更新，减少碰撞点，体现设计标准化和典型化，为工程后期BIM交付奠定基础。2、运用Microstation和PowerCivil软件建立场地模型，尤其重要节点的道路、建筑、绿地等模型，结合BIM设计优化，清晰明确的展示方案与周边场地的关系，合理优化工程拆迁量和征地。3、利用Microstation、AECOsim软件建立桥梁下部结构、路灯、标志牌、信号灯等信息化的设备模型。4、使用LumenRT的虚拟现实技术，对工程总装模型进行渲染，形成形象生动的可视化模型，并结合交通模拟展示工程对现状城市出行的影响性。道路三维模型桥梁三维模型隧道三维模型设备三维模型地形三维模型场地三维模型路线设计BIM总装模型设计校审2、项目开展（PW协同环境）1、项目准备项目各构件的设计方案（立交线位、桥梁型式等）PW协同服务器上建立工作平台，任命项目负责人及各专业负责人、设计人DGN种子文件，推行设计标准化3、项目总结3Dpdf文件及EXE文件渲染、视频漫游制作3.2BIM实施步骤三、BIM实施方案及步骤四、BIM设计过程及分析根据BIM项目开展流程，本工程将BIM设计工作分为路线、道路、桥梁、隧道、设备、场景六大部分，设计中推行设计标准化多专业协同，深入贯彻全生命周期理念，减少后期施工对现状交通的影响。现将BIM设计工程中的主要内容做总结分享，主要有10项：多专业协同路线设计横断面设计路口设计桥梁模型设计发布imodel文件场景建模设计校审交通模拟渲染漫游四、、BIM设计计过过程程及及分分析析4.1多专专业业协协同同文件件参参考考关关系系图图文件信息息管理记记录Bentley的BIM技术提供供了ProjectWise协同工作平台和工工程信息管理理平台。。设计人人通过对对文件检检入、检检出、参参考等操操作实现现多专业业的协同同和设计计资料的的实时更更新。建立共共享库，，实现标标准化设设计。设设定不同同设计人人的角色色分工及及操作权权限。四、BIM设计过程程及分析析4.1多专业协协同Bentley的BIM技术提供供了ProjectWise协同工作平台和工工程信息管理理平台。。设计人人通过对对文件检检入、检检出、参参考等操操作实现现多专业业的协同同和设计计资料的的实时更更新。建立共享享库，实实现标准准化设计计。设定定不同设设计人的的角色分分工及操操作权限限。项目工作作平台不同设计计人的文文件操作作权限四、BIM设计过程程及分析析4.2路线设计计

积木法

导线法运用PowerCivil软件进行行路线设设计，立立交线型型设计可可采用积积木法和导线线法定线（（也可以以参考dwg中纬地或或DICAD设计好的的线位）），并依依据地形形三维模模型进行行纵断面面设计。。桩号坡长坡度四、BIM设计过程程及分析析4.3横断面设设计道路工程做为为纵向延延伸工程程，道路路的横断面面设计始终终都是工工程设计计的重点点，车道道布置、、人行道道布置、、宽度设设计、路路面路基基结构层层设计、、桥梁断断面布置置等等都都需要根根据道路路等级和和使用需需要进行行设计。通过对断面材材料的设设置，可可以统计计工程量量；对节节点参数数的设置置，可以以实现道道路、桥桥梁的变变宽。路基填料料材质定义义放坡线模板插入入点箱梁材质质定义桥梁变宽宽控制点点主线挡墙段主线桥梁分幅四、BIM设计过程程及分析析4.4路口设计计----土木单元元应用导流岛土土木单元元市政道路路工程的的路口是是较复杂的的设计内内容。路路口的结结构衔接接、高程程宽度衔衔接都是是日常设设计容易易出现问问题的位位置。根据工程程需要可可以自己己编辑特特定的土土木单元元，比如如导流岛岛、立交交出入口口等，加加快建模模速度。。路口土木木单元PC的土木单单元命令令四、BIM设计过程程及分析析4.5桥梁模型型设计桥梁BIM三维模型流程小箱梁横断面模板现浇箱梁模板桥梁路廊设计四、BIM设计过程程及分析析4.5桥梁模型型设计建立各墩位桥桥梁结构构构件。。墩高、、桩长等等可根据据设计进进行参数数化修改改。四、BIM设计过程程及分析析4.5桥梁模型型设计依据参考考线（三三维道路中线线和地面线），，插入下部结构构单元。桥梁路路廊和下下部结构构组装成成桥梁总总装模型型桥梁总装模型下部结构桥梁路廊四、BIM设计过程程及分析析4.6场景建模模本工程为为城市快快速路系系统工程程，BIM设计中结结合临汾汾市城市市路网和和地块规规划、测测量三维维高程点点等数据建建立场地地模型。重要建建筑物、、河流、、铁路等等建筑物物应建立立较为准准确的三三维模型型。南环场景模型临汾市城城市路网网规划重要建筑筑----新百汇广广场四、BIM设计过程程及分析析4.7发布imodel文件将总装模型型发布为为imodel格式模型型，可用用于不同同BIM软件之间间的数据据转换，可导入Navigator软件中进进行设计计校审，，也可将iModel模型交付付建设方方、施工工方进行行下一阶阶段BIM设计和应应用。发布的imodel模型可以以多个文文件形式式或单文文件打包包的形式式发布，，可为文文件设置置打开密密码、有有效限期期和编辑辑权限等等。四、BIM设计过程程及分析析4.8设计校审审项目设计计校审采采用Navigator软件，通通过静态态碰撞检检查和动动态碰撞撞检查来来实现。。桥梁与现现状管线线碰撞检检查批注标记记四、BIM设计过程程及分析析4.8设计校审审动态碰撞检查查可用于于道路桥桥梁净空空检查净空实体体沿轨迹迹线运动动可检查查沿线各各设施净空。动态碰撞撞检查净空实体体4.9交通模拟拟----行车漫游游行车轨迹线根据道路路中线绘绘制行车车轨迹线线以轨迹线线为基础础编排车车流在车辆上上创建相机四、BIM设计过程程及分析析四、BIM设计过程程及分析析本项目沿线线路网密密集，交交通源众众多，设设计不仅仅要体现现道路本本身的交交通功能能，更要要体现城城市可持持续发展展的战略略，因此此工程中中引入BIM虚拟现实实技术，，采用LumenRT进行沿线线景观渲渲染，美美化城市市总体景景观，获获取最优优的设计计方案。。本工程设设计中将将总装模模型的OBJ或FBX文件导入入LumenRT中，进行行模型附附材质、、环境光设置、绿绿化设置置，动态态车辆设设定等渲渲染工作作，形成成高像素素的效果果图、exe文件和高高清视频频。采用AdobePremiere软件，编编制BIM多媒体漫漫游视频频。4.10渲染漫游游四、BIM设计过程程及分析析4.10渲染漫游游模型附材材质四、BIM设计过程程及分析析4.10渲染漫游游场景绿化化设置四、BIM设计过程程及分析析4.10渲染漫游游导出EXE文件设定LOGOLOGO设定位位置5.1横断面面模板库库建设设五、BIM应用成成果本项目建建立了了横断断面模模板库库，共共建立立各项项专业业模板板32个，其其中道道路模模板16个，桥桥梁模模板8个，隧隧道模模板8个，为为设计计院其其他项项目提提供模模板参参考。。5.2单元构构件库库建设设五、BIM应用成成果本项目BIM主要含含路线、、道路路、桥桥梁、、隧道道、设设备、、场景六大部分分，共建建信息息化单单元构构件24项。主主要含含桥墩墩、桥桥台、、标志牌牌、信号灯灯、路路灯、、栏杆杆、人人行梯梯道、、射流流风机机等八部分内内容。。双悬标标志牌牌合流警警示牌牌天桥人人行梯梯道隔离护护栏路名牌牌5.2单元构构件库库建设设五、BIM应用成成果射流风风机信号灯灯路灯标准跨跨--中敦匝道--中敦5.2剪切立立方体体五、BIM应用成果利用剪剪切立立方体体可进进行内内部查查看、、断面面查看看等。。人行天天桥主主梁剪剪切断断面高架系系统剪剪切断断面图图五、BIM应用成成果5.4BIM渲染----河汾一一路和和滨河河东路路互通通立交效效果图五、BIM应用成成果5.4BIM渲染----南环和和尧贤贤路互互通立交效效果图图五、BIM应用成成果5.4BIM渲染----滨河东东路和和南环环路互互通立交效效果图图五、BIM应用成成果5.4BIM渲染----河汾一一路和和尧贤贤路互互通立交效效果图图五、BIM应用成成果5.4BIM渲染----鼓楼大大街分分离式式立交交效果图图五、BIM应用成成果5.4BIM渲染----河汾一一路地地坪段段建设设街出出入口口效果果图五、BIM应用成成果5.5BIM虚拟漫漫游六、BIM总结及及展望望1）减少少设计计错误误率，，提高高设计计水平平。采用Projectwise协同平平台和和Navigator软件，，结合合漫游游和碰碰撞检检查，，快速速查找找到多项设计错误点点和不不同专专业碰碰撞点点，明明显提提高设设计质质量。。Navigator软件批批注和和处理理这些些碰撞撞点，，校审审更加加明确确清晰晰。2）加强强设计计院不不同专专业团团队协协作能能力，，大幅幅提高高设计计效率率。本工程程采用用BIM技术，，设计计时间间减少少50%，原本本需要要三个个月的的方案案设计计，通通过使使用Bentley系列软软件后后，设设计时时间缩缩短至至一个个半月月，并并将设设计错错误率率减少少了50%。6.1BIM应用总总结六、BIM总结及及展望望3）多样性性的工工程展展示手手段，，展示示我院院市政政设计计大院院的技技术水水平。。运用Bentley三维设设计软软件和和LumenRT的虚拟拟现实实技术术，制制作了了三维维漫游游视频频，精精确反反映工工程设设计的的各个个细节节，生生动形形象地地展示示了设设计每每个系系统的的设计计理念念和思思路，，提升升市政政设计计大院院的形形象。。4）项目设设计成成果显显著。。本项目目历时时45天，先先后18名设计计人员员参与与，完完成全全线23.8公里的的设计计总装装模型型，其其中含含四座座枢纽纽互通通立交交三维维信息息模型型。主主要成成果有有：可可视化化总装装模型（总装装imodel文件、、总装装3Dpdf，EXE文件）），20多份三三维剖剖切图图，近近100份细节节效果果图，，三维维汇报报视频频。5）设计投投资回回报率率较高高。采用Bentley的三维维技术术，设设计成成果直直观有有效，，优化化了设设计内内容，，减少少后期期建设设的设设计变变更约约70%，提高高工作作效率率和设设计质质量，投资资回报率率较高高。6.1BIM应用总总结六、BIM总结及