桥梁工程数字化交付

基于BIM的桥梁工程数字化设计交付与工程实践Agenda提纲01概述20122013201120142015起源尝试应用拓展研发推广导航项目芜湖二桥方案设计芜湖二桥施工图设计团队的建设道路轨道交通港口与航道工具研发推广培训凝练提升2016~2017项目全过程实施标准制定团队发展策划调研培训人员新起点2018交通部示范项目实施数字化交付平台全过程咨询历程01概述安徽院投入近千万元，购置配套软硬件及网络环境，组建专职研发、应用团队，作为公司发展的战略技术团队2013团队拥有数十名研发、应用人员，专业工程师2019道路工程、桥梁工程、GIS、结构工程、岩土工程专业以BIM技术为核心，执行超过数十个项目的落地实施实践交通运输部节能与环保技术及装备行业研发中心交通部智能制造行业研发中心安徽省认定企业技术中心合肥工业大学研究生联合培养基地平台01概述02技术理念与路线2.1技术理念BIM信息模型设计单位协同设计碰撞检测…施工单位工业化建造采购供应链…运维单位病害检测运营监控…业主单位项目管理省钱省时…业主是BIM最大的收益方正确决策节省成本节约工期管控风险正确决策的前提是完备的信息量DigitalTwin是智能制造领域中被广泛认可，在城市建设与管理领域快速发展的概念2.1技术理念空客A350生产线的数字孪生DigitalTwin——VirtualSingapore2.1技术理念“雄安新区是数字城市与现实城市同步规划、同步建设的城市，两座城市将开展互动，打造数字孪生城市和智能城市”《河北雄安新区规划纲要》BIM在公路工程中，就是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟的公路，提供了一个单一的、完整的、一致的公路信息模型，并以此为基础开展相关业务应用。2.1技术理念2.1技术理念BIM在公路工程中的实践思路BIM信息模型设计施工管养业主确定标准、建立模型精细化设计、造价计算监管数据、养护记录工程进度智能制造、智慧工地病害检测、历史信息交付使用公路工程的全生命周期过程对应信息模型的建立和更新过程，各单位在项目过程中对信息模型的数据进行相应的更新写入和查询读取。2.1技术理念逐步进行，各自独立，以项目实施为导向相互衔接，形成整体，以公路资产管理为导向资产资源产业数据以数字化技术助力公司“综合交通领域一体化工程咨询集团”发展战略03数字化交付技术实践3.1总述平台标准工具模型数据设计产品数字化交付三维设计流程3.1总述关注与解决的问题设计信息模型的快速创建：重点在工程属性信息的创建；信息模型在设计阶段的应用：重点在从信息模型自动生成标准化工程数量表、概预算及工程量清单文件的快速编制；设计产品的数字化交付：主要是基于Web端交付平台进行信息模型的数字化交付。解决方案框架体系图任务研究出一条从桥梁工程信息模型，到标准化工程数量表自动生成，最后到造价文件（概预算及工程量清单）快速报表的解决流程和方案；开发基于开源框架的Web端图形平台，支持设计产品的数字化、可视化、轻量化交付，实现了信息模型从设计文件格式(dgn)到开源数据格式的高效转换。3.2标准体系国际认证标准：

ISO12006-2-2015建筑：信息分类框架 ISO12006-3-2007建筑：面向对象的信息框架（IFD） ISO16739-2013工业基础类（IFC）进行数据共享 ISO29481-1-2016信息模型的建立：信息传递手册美国：MasterFormat、UniFormat、OmniClass™分类标准、NBIMS-USV3英国：Uniclass、《建筑工程施工工业建筑信息模型规程》中国国家标准（GB/T建筑业，5+1本，已经发布3本）中国铁路工程行业（铁路BIM联盟，截止2018年5月供发布11本）中国公路工程行业（1+3本，征求意见稿）参考先进BIM国际标准和相关国内标准，制定企业级落地实施标准框架。3.2标准体系企业标准体系框架数据存储标准信息语义标准信息传递标准3.2标准体系编制BIM基础技术标准4本信息语义标准：《桥梁工程设计信息模型分类和编码标准》、《桥梁工程设计信息模型实体分解标准》数据储存标准：《桥梁工程设计信息模型数据存储标准》信息传递标准：《桥梁工程设计信息模型交付标准》3.2标准体系编制设计阶段BIM应用实施标准5本《公路工程倾斜摄影测量实施导则》

用于规范和引导倾斜摄影测量技术在公路工程设计阶段的应用《桥梁工程设计信息模型创建手册》

用于统一桥梁工程设计信息模型创建流程，规范桥梁工程设计信息模型创建成果《工程属性通用工具使用手册》

主要介绍工程属性通用工具关于桥梁工程信息模型中各个构件工程属性信息的快速智能关联、创建、编辑的流程和方法《桥梁工程三维数字化设计平面设计图输出标准操作手册》

规范企业利用信息模型进行平面图输出的流程、方法以及成果形式《桥梁工程工业化结构标准化工程数量表及工程量清单》

规范和统一企业设计文件中的工程数量表组织形式以及标准化工程量清单，以利于利用信息模型进行工程量和工程量清单的自动快速统计3.3配套工具与模板库1、工程属性通用工具主要基于Bentley的ECFramWork，自主开发通用的工程属性信息快速创建、编辑工具集，主要包含以下功能：工程属性模板库的导入、导出、更新功能（A）工程属性模板批量关联、删除功能（B）工程属性批量导入、导出、批量编辑功能（C）工程属性自动快速填充功能（D）基于信息模型的实体分解构件树、工程数量表自动生成（E）基于基础技术标准，开发了落地实施的配套工具与模板库ABCDE自动填充属性功能工程属性批量导出功能3.3配套工具与模板库2、数据格式转换工具主要用于将信息模型从设计阶段的PC端向交付阶段的Web端转化将信息模型从Dgn格式批量转化为开源的格式建立针对公路工程的规则格网+四叉树的空间索引，形成模型存储调用的有效机制针对复杂构件进行不同精度要求（LOD）的格式转换，提升信息模型图形显示效率转化过程中图形与属性分别存储，以减小图形文件大小，提高Web端文件下载效率数据格式转换工具3.3配套工具与模板库3、桥梁工程普通钢筋工具，主要包含：导线法批量创建钢筋自动抽取钢筋实体中心线（针对ProConcrete）钢筋中心线自动转换为钢筋实体自动生成钢筋大样功能钢筋材料表自动统计功能钢筋大样自动组图功能导线法批量创建钢筋中心线工具钢筋大样自动组图工具钢筋用量自动统计工具3.3配套工具与模板库4、桥梁工程构件模板库与属性模板库基于Microstation的Cell、OBM及PC的Libraries，建立包含桥梁工程上下部、基础及附属的常用构件的几何模板库基于Bentley的ECSchema和ECClass，依据设计图纸和工程量清单等，为各种类型的构件建立对应的工程属性模板，并形成桥梁工程属性模板库3.4信息模型创建

基于标准、配套工具和模板库，建立满足设计产品数字化交付和工程建设管理要求的桥梁工程信息模型信息模型创建流程创建桥梁工程信息模型基于BIM基础技术标准和应用实施标准使用专业建模软件和工程属性通用工具利用桥梁工程构件库，工程属性模板库满足设计产品数字化交付要求、工程建设管理要求包括三维几何模型以及丰富的工程信息属性，形成与设计方案及实物资产对应的工程项目数字化资产3.4信息模型创建流程内容软件和工具创建构件库1、基本组成构件的几何模型创建MicroStation2、为构件关联工程信息属性模板工程属性通用工具3、在工程信息属性模板中录入构件通用的工程信息属性MS工程属性通用工具创建信息模型1、基于构件库快速创建桥梁三维几何模型PowerCivil、OBM、MS2、自动填充混凝土体积、钢材重量、桩基坐标、高程、里程桩号、墩号等工程属性批量建模工具3、其它构件或工程属性信息须按照常规方法创建，如桥面铺装

模型、护栏的螺栓数量等工程属性通用工具

MS、OBM应用1、根据需求，从息模型中导出各种属性表格工程属性通用工具2、基于信息模型自动生成工程数量表3、平面设计图输出MicroStation基于构件库的桥梁工程信息模型创建方法3.5信息模型应用

利用三维几何模型的可视化优点，进行视觉表达相关的应用三维辅助设计、出图、设计校核、渲染图片、工程项目漫游体验、施工动画模拟复杂结构辅助设计基于三维模型进行设计图纸输出小半径道路视距检查3.5信息模型应用

利用信息模型的数字化、信息化特点，进行信息数据分析利用包含信息筛选查询，工程数量自动统计，快速造价，数字化交付，信息化管理标准化工程数量表概算文件工程量清单文件预算文件……项目节标准清单标准补充定额标准工程量与项目节、清单子目号关系模板定额与清单子目号关系模板造价体系数量表标准信息模型工程属性通用工具统一费率……工业化结构概预算及工程量清单文件的快速编制技术路线针对工业化桥梁结构，从信息模型，到标准化工程数量表自动生成，最后到造价文件快速编制的解决方案

针对工业化结构制作标准化的工程数量表、标准化项目节、标准化工程量清单基于信息模型，利用工程属性通用工具，统计工程量，生成标准化工程数量表结合工程数量与项目节、清单子目号、定额之间的关系模板，在标准化工程数量表的基础上，利用造价软件，快速出具概预算、工程量清单等造价文件3.5信息模型应用

自动统计工程数量概预算及工程量清单文件快速编制工业化结构概预算、工程量清单文件的快速编制流程演示利用信息模型的数字化、信息化特点，进行信息数据分析利用3.6设计成果数字化交付

信息模型从PC端向Web端格式转化利用自主研发的数据格式转换工具，实现将信息模型从设计阶段的PC端向交付阶段的Web端转化将信息模型从Dgn格式批量转化为开源的公开格式建立针对公路工程的规则格网+四叉树的空间索引，形成模型存储调用的有效机制针对复杂构件进行不同精度要求（LOD）的格式转换，提升信息模型图形显示效率转化过程中图形与属性分别存储，以减小图形文件大小，提高Web端文件下载效率设计信息模型——PC端三维设计软件dgn格式设计信息模型——Web端Gltf及3DTiles格式3.6设计成果数字化交付

基于BIM+GIS的Web端交付平台基于开源框架的Web端交付平台替代设计阶段PC端的设计模型直接交付方式脱离商业软件的数字化交付，打破了模型和数据严重依赖国外商业软件的限制基于Web端的数字化交付提高了设计信息的流转、传递效率方便了各参与方对工程设计信息的快速便捷检索、查阅与可视化浏览自主研发的基于BIM+GIS的Web端交付平台与设计信息模型一起形成了与实物资产对应的工程项目数字化档案馆，支持设计信息及设计图纸的在线快速可视化地检索、查询与统计，实现工程几何信息与非几何信息的脱软件数字化交付。Web端交付平台设计信息模型工程项目的数字档案馆+=3.6设计成果数字化交付

Web端交付平台设计文件格式向开源交付格式转换04总结与展望小结编制了包含基础技术标准及设计阶段实施应用标准在内的一系列企业标准，并研发了配套的实施工具研究出一条从桥梁工程设计信息模型，到标准化工程数量表自动生成，最后到造价文件（概预算及工程量清单）快速编制的解决流程和方案实现了信息模型从设计文件格式(dgn)到开源数据格式的高效转换开发了基于开源框架的Web端设计交付平台，支持设计产品的数字化、可视化、轻量化交付桥梁工程数字化交付解决方案成果主要有：4.1效益分析编制的一套统一的BIM技术企业标准并研发相关配套落地应用工具，规范了项目设计参与人员的作业流程和工作成果，避免了大量的重复工作、低水平工作，节约了劳动力。针对桥梁工业化结构，建立统一的标准构件库和工程属性模板库，实现从信息模型快速创建——数量表自动生成——概预算及工程量清单文件快速编制的一体化设计流程作业，节约人力成本，提高了设计效率，缩短了设计周期，具有较大的经济效益。自主研发的数据格式高效转换工具（信息模型从设计文件格式到交付用开源格式转换），弥补了国内相关行业的技术空缺，脱离商业软件的数字化交付，打破了模型和数据严重依赖国外商业软件的限制和垄断。Web端工程数字化交付平台支持设计信息的快速可视化检索与浏览，为项目建设各参与方提供了一个简便的统一交流沟通平台，提供了全新的用户体验。本解决方案实现了设计产品从设计阶段到施工阶段的数字化交付，提高了设计信息传递效率，为建设阶段信息化管理打下了坚实基础。4.2推广应用德州至上饶高速公路合肥至枞阳段德州至上饶高速公路合肥至枞阳段项目是交通部首批公路工程全寿命周期BIM技术应用示范项目。本项目共实现了134km里程，覆盖9个专业的工程信息模型集成应用。基于BIM企业标准及配套实施工具，创建各专业信息模型，为建设管理平台奠定基础4.2推广应用德州至上饶高速公路合肥至枞阳段孔城河特大桥为大悬臂脊骨梁模块化斜拉桥，主桥跨径为85+165独塔斜拉桥，采用八边型独柱桥塔，单塔双索面，主梁为钢混结合模式，塔梁固结体系。桥梁结构复杂，整体采用三维设计技术辅助设计。建立全桥三维信息模型，进行工程量统计和桥梁结构出图。孔城河特大桥全桥三维模型针对我院研发的新型工业化结构桩板式无土路基，基于信息模型自动统计工程数量表，实现从信息模型建立-->数量表输出-->概预算编制-->清单编制的一体化设计流程作业，提高了设计效率，缩短了设计周期，丰富了设计院交付产品。4.2推广应用兰州新区经三十三路（原东绕城快速路）与G341线(白银至中川段)立交工程G341立交工程为设计施工总承包建设项目，按照设计与施工两阶段进行BIM技术应用。

结合工程项目实际情况和特点，以切实解决工程问题为目标，开展三维设计、多专业协同与可视化校审、设计产品数字化交付、施工场地布置、可视化技术交底、施工进度管理、施工质量管理、施工计量支付管理、施工安全管理、工程档案管理、项目VR体验等多项BIM技术应用。

旨在充分发挥BIM技术的优势，服务项目建设全过程相关工作，提升项目建设管理的信息化水平，实现勘察设计工作和工程建设管理的提质、增效、降低成本与管控风险。4.2推广应用4.2推广应用4.2推