大跨度悬索桥BIM应用技术的研究

大跨度悬索桥全生命周期BIM应用技术的研究

研究背景

研究内容

研究价值分析

已有技术基础

研究的关键技术

项目实施方式

项目成果及分配主要内容BIM技术已成为工程行业信息技术的发展趋势；BIM技术面向工程全生命周期，实现基础设施的可持续发展；BIM给设计、施工、运维各阶段带来价值；让BIM技术落地，解决实际工程中的难点，在实际工程中体现价值。研究背景–软件技术的发展CAD设计效率BIM设计质量全生命周期可持续发展绿色交通软件技术工程需求甩图板信息建模第一次革命第二次革命悬索桥已成为大跨度桥梁的主要选择；美观、经济性、安全性是悬索桥要重点考虑的因素；造型要求及繁多的构件是设计的难点之一；结构分析尤其是施工阶段的结构分析及施工控制是技术难点；健康监测、科学养护、提高可靠性、延长使用寿命，要在建设阶段做起，实现全生命周期管理。研究背景–工程应用需求

参数化构件库的建立

用户自定义的组件装配基于设计向导的悬索桥全桥自动建模交互式、关联式设计调整和变更

二维详图的生成研究内容一：基于参数化、关联化的设计模型建立与构造模型相关联的结构模型结构模型导出到结构分析软件中进行结构计算研究内容二：与构造模型关联的结构建模及结构分析研究内容三：基于BIM的悬索桥施工及制造技术研究

基于设计模型的施工模型自动生成基于BIM模型的工程算量及造价分析

施工组织计划及进度模拟施工方案比选

施工控制：主缆的施工控制加劲梁的施工控制钢结构的放样下料钢结构的数控切割研究内容四：设计制造施工协同技术的研究

基于统一数据中心的内部与外部协同

设计、施工、制造BIM模型的共享和传递内业、外业及异地的协同

基于协同的设计变更管理

基于协同的制造、施工管理工程内容灵活发布智能共享动态审查施工方和投资方审查者经济性评价环境影响评价安全性评价行车舒适性评价研究内容五：基于BIM的悬索桥设计施工评价技术从建设阶段到运营阶段的数字化移交悬索桥可视化资产模型（运营模型）的建立与管理监测/检测数据的采集与管理检测/检测数据分析

养护/维修的决策与实施研究内容六：基于BIM模型的悬索桥健康监测实时三维可视化设计，易于提升设计质量、及时沟通和检查设计方案，减少设计错误，降低设计成本；基于参数化的设计模型，可实时精确计算工程量，比较和优化设计方案，降低工程造价；基于BIM的施工组织计划，可方便地设计和调整施工方案，检查施工状态与设计的偏差，实现施工控制，降低施工成本；

基于可视化的具有完整信息的桥梁模型，可及时获取各构件的健康状态，保证结构的可靠性，延长结构的使用寿命，降低维修成本。研究价值–经济效益基于BIM的悬索桥设计、制造、施工、运维管理集成化的软件系统在国内外还是空白，软件系统的推广必将大幅提高悬索桥的设计效率、施工质量，提高悬索桥的安全性、可靠性，降低运营成本，为悬索桥的应用推广提供高价值的工具；优秀的软件系统及相关技术的研究，必将进一步提升悬索桥的设计水平、施工水平和管理水平，悬索桥建设管理水平的提高，不仅可提升我国的桥梁建设水平，还可带来极大的社会效益。研究价值–

社会效益数字地面模型–桥梁所在地形建模内嵌MicroStation

–构件建模及渲染、动画等道路设计–

桥梁位置确定场地设计–施工场地设计已有技术基础–土木BIM平台PowerCivil优秀的信息建模平台几何建模+

ECFrameWork标准化的信息模型载体i-Model兼容revit等支持移动设备完全的数据互用：DGN格式，直接互用处理大数据能力强，支持大模型集成面向工程的应用：GIS/2D/3D/点云/渲染/…专业应用内嵌MicroStation已有技术基础–信息建模平台MicroStation已有技术基础–

桥梁结构分析软件RMBridge

适用于任何分析方式施工阶段模拟。线性动力学。成桥阶段非线性模拟。施工阶段非线性模拟。材料非线性。非线性动力任何非线性问题P-delta效应。垂度效应。大变形。非线性时程。开裂混凝土ProSteel能够帮助结构工程师、详图绘制人员和制造商轻松创建混凝土结构和钢结构三维模型。ProSteel还可以自动创建图档和详图。开放的工作环境和编程接口支持程序的标准化。

已有技术基础–

钢结构设计软件Prosteel广泛的适用于各类商业区域及工厂区域设计、水利工程设计、城市规划、小区设计、停车场、高尔夫球场以及垃圾填埋场的设计等功能强大的场地模型工具对设计进行可视化的编辑。土石方开挖回填工程量计算。各种分析工具:主题图、水保排水(包括了流域分析、滞洪池高设计、水流路径线)、坡谷、地形漫游等。已有技术基础–场地设计GEOPAK

Navigator–动态漫游、渲染、碰撞检查、进度模拟、动画展示

ProjectWise

–文档、模型、施工资料管理，施工包制作，施工组织计划

ConstructSim–施工组织计划模拟已有技术基础–施工模拟及施工管理是唯一一款专门针对基础设施项目的建造、工程、施工和运营(AECO)进行设计和建造开发的项目协同工作和工程信息管理

软件。已有技术基础–工程内容管理及协同平台ProjectWise四要素人信息流程工作环境已有技术基础––桥梁资产管理及运维管理PONTIS美国联邦公路管理局FHWA(TheFederalHighwayAdministration)与Bentley联合开发的PONTIS桥梁管理系统，是目前世界上最先进的桥梁管理系统，它被美国80%的州和其它许多国家或地区所采用，已成为桥梁管理系统的典范；PONTIS在开发时便针对构件的材料与型式收集各种构件类别并建立构件数据库，为构件选项及描述提供参考；考虑到桥梁构件劣化状态的认定较易受个人主观因素的影响，因此特别强调每一种构件状态的明确定义，并于系统中建立具体且详细的描述，供检测人员作为识别的参考；PONTIS能够基于最小生命周期费用在网络级水平选择最优策略，它通过投资利润分析为每一个结构推荐养护方案；PONTIS的显著特点在于它对桥梁构件状态的统计方法，桥梁的每一个构件都从单个的桥梁中分开，被认为是构件族的一部分，它采用Markov(马尔可夫）链的简单形式来模拟退化进程，采用概率论模拟各个构件状态评估的变化；PONTIS不单是是一个计算机应用软件，它还构成了一个管理组织框架，能够帮助桥梁管理者从获取和处理海量原始安全监测数据的繁重工作中解放出来，将主要的精力放在研究优化桥梁网络经济效率的方法上，它为养护、加固和更新等工作时机的选择决策提供客观的方法。悬索桥的三维参数化建模；结构模型与构造模型的关联建立与修改；从三维设计模型自动生成二维详图；具有完整信息的设计BIM模型。关键技术–悬索桥设计计算出图一体化技术从设计模型到施工模型的创建；

基于BIM的工程造价分析；4D/5D施工组织计划及模拟分析；施工状态分析及施工控制；施工方案的评估及优化关键技术-悬索桥施工方案设计及控制技术各阶段模型具备完整工程特征；设计特征满足定额计算编码要求，实现设计模型与工程造价软件连接，快速完成工程造价分析；设计模型满足施工阶段的要求，方便形成4D/5D施工模型，实现施工组织计划模拟；建