《隧道及地下工程信息化技术与应用》课件 第七章 BIM技术在隧道及地下工程中的应用

第七章BIM技术在隧道及地下工程中的应用《隧道及地下工程信息化技术与应用》内容提纲BIM概述1BIM软件功能介绍2隧道工程BIM建模3BIM技术应用案例47.1

BIM概述7.1.1

BIM的定义美国国家建筑信息模型标准委员会（NBIMS）对BIM的定义为：BIM是一个设施物理和功能特性的数字化表达；它是一个共享的知识资源，为该设施从概念到拆除的全生命周期的所有决策提供可靠的依据。BIM模型7.1

BIM概述7.1.2

BIM的特点(1)模型可视化建筑设计、碰撞检测、施工模拟等操作能在可视化环境完成抽象的信息（如应力、温度、热舒适性）可以将设施建设过程及各种相互关系动态地表现出来(2)信息完备性结构名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息工程安全性能、材料耐久性能等维护信息对象之间的工程逻辑关系7.1

BIM概述7.1.2

BIM的特点(3)信息协调性在数据之间创建实时的、一致的关联，数据库中数据的任何更改都可以立刻在其他关联的地方反映出来在各构件实体之间实现关联显示、智能互动(4)信息互用性BIM中的数据遵循了IFC等开放信息标准，保证了信息前后的一致性，支持信息的互用。BIM模型中所有数据只需要一次性采集或输入，就可以在全生命周期中实现信息的共享、交换与流动，避免了信息不一致的错误。内容提纲BIM概述1BIM软件功能介绍2隧道工程BIM建模3BIM技术应用案例47.2

BIM软件功能介绍7.2.1

BIM核心建模软件AutodeskAutodeskRevitNavisworksBIM360RobotStructuralAnalysisBentleyBentleyArchitectureBentleyConstructSimBentleyNavigatorBentleyBuildingMechanicalSystemsGery

Technology

DassaultDigitalProjectCATIABIM核心建模软件分布7.2

BIM软件功能介绍7.2.1

BIM核心建模软件AutodeskAutodeskRevitNavisworksBIM360RobotStructuralAnalysis1.功能界面友好。2.广泛的构件资源库。3.提供gbXML格式，有配套的能源模拟及负载分析软件。4.整合ROBOT及RISA结构计算分析。5.很强的概念设计工具界面。6.提供2D剖面详图。7.支持多种通过格式（DGN、DWG、DWF、DXF、IFC、SAT、SKP、AVI,ODBC、gbXML、BMP、JPG、TGA、TIF）。1.系统模型展示时计算机配置要求高。2.有角度的参变实现困难。优点缺点7.2

BIM软件功能介绍BentleyBentleyArchitectureBentleyConstructSimBentleyNavigatorBentleyBuildingMechanicalSystems1.在建筑上有广泛应用，功能强大。2.支持复杂度高的曲面。3.支持客户对构件进行多个参数化。4.支持市场上许多大型复杂建筑设计。1.针对大型的专业用户，不够普及。2.软件学习难度大，界面不够友好。3.缺少在线构件资源库。优点缺点7.2.1

BIM核心建模软件7.2

BIM软件功能介绍GeryTechnologyDassaultDigitalProjectCATIA1.完整的参数化建模功能可以组合式控制建筑设计曲面。2.3D参数化建模自由度高，支持复杂曲面。3.可以处理大型建筑4.提供建筑全生命周期的数字化环境1.学习难度大，用户界面复杂。2.初始成本很高，小众化高端产品。3.元件资源库非常有限，外部网站也很少提供。4.二维图纸的功能有待完善5.对机器配置要求高。优点缺点7.2.1

BIM核心建模软件7.2.2

BIM模型应用软件7.2

BIM软件功能介绍AffinityAllplanGraphisoftSAP2000TeklaStructruesDDS-CADDProfilerETABSInnovoyaSuiteONUMASDS/2Solibri系统3D3SPKPM广联达软件理正软件7.2.3

BIM软件功能汇总7.2

BIM软件功能介绍软件名称建筑全寿命周期中的阶段应用规划阶段设计阶段施工阶段运营维护阶段场地分析阶段规划投资估算方案论证设计建模结构分析能源分析照明分析其他分析3D审图与协调数字化建造施工规划施工模拟竣工模型维护计划空间管理资产管理防灾规划Autodesk系列√√√√√√√

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√Affinity√

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Allplan

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Graphisoft系列

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Bentley系列√

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√SAP2000

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CATIA

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Tekla

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DDS-CAD

DProfiler√√√

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ETABS

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InnovayaSuite

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√ONUMAsystem

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SDS/2

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SolibriSuite

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3D3S

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PKPM

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广联达

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理正系列√

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鲁班系列

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常见BIM软件功能汇总表内容提纲BIM概述1BIM软件功能介绍2隧道工程BIM建模3BIM技术应用案例47.3隧道工程BIM建模Revit图元的分类及其之间的关系如右图所示。放置在图纸中的图元都是某个族类型的一个实例，图元具有类型属性和实例属性。类别是一组图元的总称，族是某一类别的图元，每一个族都可以拥有多个类型。类型可以是族的特定尺寸，例如30"X42"或A0标题栏，类型也可以是样式，例如尺寸标注的默认对齐样式或默认角度样式。类别、族与类型的关系RevitRevit图元7.3隧道工程BIM建模山岭隧道断面设计图岩石隧道结构单元模型Revit7.3隧道工程BIM建模Unity3DLOD100隧道结构模型LOD200隧道结构模型LOD300隧道结构模型特殊段隧道接头模型在Unity3D中将隧道单元模型沿着隧道轴线拼接，并根据观察者视角与模型的距离调用不同精细程度的模型单元。内容提纲BIM概述1BIM软件功能介绍2隧道工程BIM建模3BIM技术应用案例47.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线上海市轨道交通17号线是贯穿于青浦区东西向的区域级轨道交通线，西起历史文化古镇朱家角镇（东方绿舟），东至上海市规划的重要交通枢纽—虹桥枢纽，线路全长约为35.341km。序号建模范围模型主要内容1周边环境周边地表场景、地下建构筑物、地下管线等。2车站及附属设施建筑、结构、环控、给排水、动力照明、AFC、通信、信号、装修、屏蔽门、电扶梯等专业。3区间高架段、明挖敞开段、盾构段、旁通道、中间风井等。4车辆基地土建、机电设备、装修装饰等。5独立主变土建、机电设备、装修装饰等。6桥梁改造桥梁上部结构、桥梁下部结构模型数据建设范围7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线各阶段BIM应用点列表7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线初步设计阶段汇金路站场地模型对车站、停车场、区间穿越重要节点的周边场地及环境进行仿真建模。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线地下管线搬迁模型对车站实施范围内的现状市政管线进行仿真建模，精准的表达管线截面尺寸、埋深，窖井的位置及尺寸。初步设计阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线17号线蟠龙路站钢筋模型分别使用两款软件（Tekla与Revit）进行建模，对比不同软件建模效率及工程量的准确性施工图设计阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线三维管线综合模型现并解决管线与结构之间、各专业管线之间的设计碰撞问题，优化管线设计方案。施工图设计阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线大型设备运输路径复核动态可视化模拟大型设备的安装、检修路径，发现运输路径中存在的碰撞冲突问题。施工图设计阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线17号线车站内墙面箱柜（设备）安装方案将FAS、ACS、EMCS、气灭（或高压细水雾）、信号、屏蔽门、通信、动照、给排水9个专业的各墙面箱柜（设备）进行整合。施工图设计阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线车站公共艺术方案配合17号线车站装修效果仿真7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线站内管线及设备颜色方案厂商族模型拆分添加连杆或新增综合支吊架方式，辅助导向安装；实现设备厂商族模型按照运营养护的最小单元拆分。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线施工准备阶段综合支吊架安装施工深化设计在地铁车站管线综合BIM模型基础上，根据管道位置、尺寸和类型对综合支吊架的放置进行深化设计与优化。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线施工准备阶段消防泵房施工深化模型创建机房的各专业BIM模型，并基于该机房BIM模型，对机房的管线、设备布置进行深化设计，进行设备定位、复核预埋件位置等方案。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线施工准备阶段高架车站PC构件吊装模拟对外立面设计PC构件，创建外立面PC构件精细化模型。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线虚拟进度与实际进度对比分析将施工进度计划整合进施工图BIM模型，形成4D施工模型，模拟项目整体施工进度安排。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线高架车站外立面点云模型生成高架车站外立面点云模型与设计BIM模型点位误差比对分析7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线隧道内部乘客疏散路径、司机行走路径三维模拟业主、设计人员、运营单位人员通过BIM模型制定出每段区间及车站与区间相连接区域的疏散路径，直接使用BIM模型进行现场施工指导。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线车站机电竣工BIM模型在施工模型的基础上，对工程竣工模型的竣工信息进行补充完善，生成各专业竣工模型。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线运营维护阶段车站模型漫游图轨道交通行业基于BIM模型三维漫游，主要以车站和区间的模型漫游为主。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线管片收敛变形监测界面图基于BIM模型和盾构管片上的传感器获取的监测数据，实现管片沉降监测、收敛变形监测、结构裂缝监测、结构差异变形监测、渗漏监测和阈值预警等功能，并将这些信息与相应的管片进行绑定，从而实现基于BIM的盾构管片结构安全管理。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线车站新风系统运行状态图将轨道交通行业涉及的设施设备的动态运行信息与BIM模型构件进行关联，实现对轨道交通行业设备的运行管理和数据统计分析。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线站内运营管理人员定位示意图轨道交通车站的运营管理主要以地铁车站的客服、乘务等工作调度管理为主，基于BIM技术，结合室内定位和移动互联技术，实现基于BIM的车站运营管理。7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线基于BIM的车站资产管理图基于移动端设备故障记录图7.4

BIM技术应用案例7.4.1上海轨道交通17号线基于BIM的应急处置预案图基于BIM的能源管理图7.4

BIM技术应用案例7.4.2保泸高速公路老营隧道云南保泸高速公路老营隧道项目采用Revit平台作为建模平台，模拟软件有Navisworks，平台软件有Unity3D等。根据老营隧道工程的特点，BIM技术从初步设计阶段介入至项目施工阶段结束的主要应用内容包括地质模型三维可视化和隧道施工模拟（工法和进度）。工可阶段和初步设计阶段老营隧道的结构数据组织：工可阶段初步设计阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.2保泸高速公路老营隧道Revit对于建筑工程等规则构件支持性较好，对呈带状分布的隧道工程支持能力有限，难以实现结构单元沿空间曲线直接放置，为了实现单元组件的放置与空间精准定位，将轴线按照特定间隔离散为空间坐标点，通过采用以直代曲的方式实现对隧道空间曲线的定位。隧道轴线提取7.4

BIM技术应用案例7.4.2保泸高速公路老营隧道Dynamo是Autodesk公司为Revit开发的可视化编程软件，通过调用Revit二次开发接口，可实现复杂结构的建立与编辑，扩展了Revit对隧道等不规则模型建立的能力，工可研究阶段模型建立主要通过Revit与Dynamo进行。老营隧道LOD100模型工可阶段7.4

BIM技术应用案例7.4.2保泸高速公路老营隧道初步设计阶段衬砌类型里程区间分项工程材料及属性布置方法SF3YK3+110-YK3+270YK3+267.5-YK3+550YK7+717.5-YK7+970……初支混凝土二衬混凝土锚杆路面C25混凝土