使用BIM原因:
特大桥结构复杂、工程规模大、施工步骤特别多、控制难度大、控制因素多。因此,需要采用BIM技术为大桥设计、施工、应力和线形监控、建设管理、运营维护提供有效、直观的信息服务。二、BIM实施情况
1.特大桥结构复杂、工程规模大、施工步骤特别多、控制难度大、控制因素多。因此,需要采用BIM技术为大桥设计、施工、应力和线形监控、建设管理、运营维护提供有效、直观的信息服务。
材料投入 |
全桥 混凝土 |
普通 钢筋 |
钢材 |
施工 阶段 |
概算造价 |
数量 |
13.53万方 |
10150t |
6110t |
211个 |
4.46亿RMB |
2.BIM实施目标
利用三维参变支持工程建立复杂空间关系的桥梁模型
实现地形、地质和桥梁信息模型的有机结合
BIM在桥梁全生命周期的应用
培养团队、积累经验
制定铁路桥梁BIM标准
3.组织架构
3.三维模型参数化建模
1)地质建模
通过CATIA逆向工程建立三维信息地质模型,以爆炸视图的方式表现地质构造。 地质模型:2)拱圈劲性骨架模型 采用3DVIA Composer展示轻量化的劲性骨架节段模型,采用DIGGER的X射线功能再现骨架内部的详细构造。 骨架结构模型:
3)模板与支撑
采用骨架式建模思想,建立全桥模型的骨架,通过模板实例化实现构件在三维空间的定位;
利用CATIA强大的三维参变功能,实现构件的变形设计;
通过知识工程模板的黑盒功能保护设计者的知识产权。
4)桥梁模型
拱圈拱轴线为悬链线(双曲余弦函数),拱轴系数m=1.6。拱圈为单箱三室、等高、变宽的钢筋混凝土箱,拱圈高度9.0m,拱顶315m段为18m等宽,拱脚65m段为18~28m变宽,拱圈变宽由边室宽度变化实现。 桥梁模型:
5)桥面系构造
全桥为无砟轨道,桥面两侧安装了新型的挡风栏杆(采用钣金技术建模)。 桥面结构
6.轨道结构
采用爆炸视图再现轨道复杂结构。
4.BIM在设计中的应用
1)二维出图、工程量统计
构建与三维模型相关联的二维工程图模板,实现快速生成二维工程图。采用BOM表功能快速统计节段劲性骨架工程量。
2)碰撞检查
通过碰撞检查功能,可以检测构件的接触和碰撞问题,从而实现结构的数字化预拼装。
3)地形图插件
研究了地形等高线加密算法,基于AutoCAD编制了等高线加密插件,针对CATIA开发了接口,实现了AutoCAD与CATIA的数据交换。
4)桥梁实体分析
利用CATIA的分析模块,实现CAD与CAE的一体化。此处以交接墩为例,进行了背索的优化分析,计算结果表明根部背索可以优化。分析模型:
5)设计族库管理
通过建立企业桥梁设计库,实现了设计知识的记录、封装和积累,可以有效地保护企业知识产权。用户可以随时从设计库中选取需要的模板进行实例化,从而极大地提高了设计效率。 利用ENOVIA VPM协同设计系统的产品数据管理功能(PDM),可以实现设计模型、二维图纸和各种文档的统一管理。
5.BIM在施工中的应用
BIM在施工中应用内容主要包括:龙门吊拼装、吊装辅助定位、施工工序优化。 施工工序模拟:
6.BIM在运维中的应用
建立基于浏览器及服务器的架构方式(B/S: Broser/Server)建立远程访问控制系统,将轻量化的BIM模型、实时视频、文档资料集成并储蓄至服务器端,用户可通过移动设备实现移动办公(数据查询、管理)。实现以下目的:通过建立轻量化的设计模型和数据信息库,使用基于3DVIA Composer的信息查询系统,可以查看每个模型关联的CAD图纸、设计施工材料、预计工程量等设计数据,方便快捷的获得设计文档及关联数据。 四、BIM综合效益