bim在橋梁工程的應(yīng)用

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1、BIM在橋梁工程的應(yīng)用—以家源橋?yàn)槔鼶OI:10.6653/MoCICHE/2017.04403.12BBIMIM在橋梁工程的應(yīng)用—以家家源橋源橋?yàn)槔跗潪椋I(yè)工程顧問(wèn)有限公司結(jié)構(gòu)技師石晉方／中華大學(xué)營(yíng)建管理系副教授土木技師廖吳章／交通部公路總局第四區(qū)養(yǎng)護(hù)工程處處長(zhǎng)「建築資訊模型」（BuildingInformationModeling,BIM）是從建築工程中發(fā)展起來(lái)，近年來(lái)建築設(shè)計(jì)導(dǎo)入BIM也越來(lái)越普及。但在橋梁工程的應(yīng)用，仍尚在起步階段。本文藉由「臺(tái)7甲線家源橋改建工程」設(shè)計(jì)專案的執(zhí)行為例，將BIM導(dǎo)入橋梁設(shè)計(jì)各階段。藉由本案導(dǎo)入過(guò)程，了解BIM現(xiàn)有軟體之極限及套用在橋梁工程之侷

2、限與效益，並回饋至業(yè)主、設(shè)計(jì)顧問(wèn)、承包商及軟體開(kāi)發(fā)商，以期對(duì)未來(lái)公共工程推動(dòng)BIM之導(dǎo)入提供實(shí)用參考。前言計(jì)顧問(wèn)、承包商及軟體開(kāi)發(fā)商，對(duì)未來(lái)公共工程推動(dòng)BIM之導(dǎo)入將有極大效益?！附êB資訊模型」（BuildingInformationModeling,BIM）之概念源自1970年代CharlesEastman所提出之工程概述「建築描述系統(tǒng)」（BuildingDescriptionSystem,BDS）。1980年代後，由美國(guó)逐漸開(kāi)始發(fā)展其技術(shù)於營(yíng)建產(chǎn)業(yè)。本案位於宜蘭縣大同鄉(xiāng)臺(tái)7甲線3k+505路段，BIM的目標(biāo)在於工程相關(guān)人員可從單一整合的BIM模現(xiàn)況家源橋?yàn)?跨預(yù)力混凝土I型梁橋，跨

3、距為37m，型中得到工程設(shè)計(jì)圖、3D透視圖、工程數(shù)量及成本分析橋長(zhǎng)約259m，分別於民國(guó)48及79年竣工。橋梁跨越等。若工程變更，僅需於BIM模型中修改，所有工程相蘭陽(yáng)溪，因恰在河道束縮位置，溪水流速快，橋墩受沖關(guān)資訊都能自動(dòng)連結(jié)變動(dòng)。由於BIM是以建築物為基礎(chǔ)刷而導(dǎo)致橋基裸露情形嚴(yán)重（圖1），故家源橋被公路所發(fā)展的技術(shù)，故國(guó)內(nèi)目前大多應(yīng)用於建築工程；相較總局列為全省48座重點(diǎn)監(jiān)測(cè)橋梁之一。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)雖能於前者，其他如橋梁、道路等土木工程，則相對(duì)稀少。然而，營(yíng)建產(chǎn)業(yè)普遍認(rèn)同隨著相關(guān)技術(shù)發(fā)展，BIM將會(huì)對(duì)整體營(yíng)建產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大衝擊，國(guó)內(nèi)營(yíng)建產(chǎn)業(yè)勢(shì)必?zé)o法置於此股浪潮外。有鑑於此，近年來(lái)行政院公

4、共工程委員會(huì)積極推動(dòng)BIM在公共工程領(lǐng)域的應(yīng)用，以提升國(guó)內(nèi)之工程技術(shù)及品質(zhì)。為配合政府政策，「臺(tái)7甲線3k+505家源橋改建工程」是公路總局在橋梁工程應(yīng)用BIM的第一個(gè)案例。由本案導(dǎo)入BIM過(guò)程，可了解BIM現(xiàn)有軟體之極限及套用在橋梁工程之侷限與效益，並回饋至業(yè)主、設(shè)圖1家源橋現(xiàn)況108Vol.44,No.3June2017土木水利第四十四卷第三期橋梁工程專輯即時(shí)反映河川與橋梁狀況，以作為是否封橋的參考依於模型中，並配合測(cè)量所得之地形及點(diǎn)雲(yún)圖，使工程人據(jù)，但對(duì)於養(yǎng)護(hù)單位之人力、經(jīng)費(fèi)及心理負(fù)擔(dān)皆至為沉員可透過(guò)模型了解各橋型方案與周遭環(huán)境關(guān)係及對(duì)景重。故橋梁管理機(jī)關(guān)擬於既有家源橋下游另建新

5、橋方式觀影響，從而選擇最適合之橋型。因本階段目標(biāo)為確定以保障用路人的生命財(cái)產(chǎn)安全。路線及橋型，橋梁之各部尺寸（如跨度、梁深及橋墩尺寸等），乃橋梁工程師依自身經(jīng)驗(yàn)初步?jīng)Q定，尚未經(jīng)詳BIM模型建立方法細(xì)結(jié)構(gòu)分析，故BIM模型乃由橋梁工程師與BIM工程師溝通協(xié)調(diào)後，由BIM工程師使用Revit及Civil3D發(fā)本計(jì)畫之BIM模型建置採(cǎi)用AutodeskRevit2016展橋梁及道路模型。模型建立完成並調(diào)整至符合大地座軟體搭配CIVIL3D進(jìn)行建置作業(yè)。先將測(cè)量資料匯標(biāo)後（圖4），便可匯入點(diǎn)雲(yún)圖，使橋型與現(xiàn)地環(huán)境結(jié)入建立地形，再依據(jù)道路及橋型設(shè)計(jì)成果建置整體模合。另外此階段若有管線單位提供之資

6、料，亦可匯入模型，並利用Navisworks進(jìn)行4D漫遊及視覺(jué)檢討。結(jié)型，納入工程檢討範(fàn)圍（圖5）。構(gòu)分析軟體則採(cǎi)用MIDASCIVIL2016。選用Autodesk本案於此階段提出兩種路線（截彎取直或緊鄰原橋系列產(chǎn)品原因除考量Revit為目前市佔(zhàn)率最高的BIM址）及兩種橋型（鋼箱型梁橋及混凝土箱型梁橋）並分軟體，且MIDASCIVIL2016提供了與Revit轉(zhuǎn)換的銜別提出11m及12m之設(shè)計(jì)橋?qū)挘诳剂啃熊嚢踩?、橋接程式，預(yù)計(jì)可減少未來(lái)不同程式轉(zhuǎn)換間的障礙。建梁沖刷及景觀等因素後，綜合各方意見(jiàn)確定改建橋梁橋置流程詳圖2。型定為330m四跨預(yù)力混凝土箱型梁橋，設(shè)計(jì)寬度為此外，本案在現(xiàn)

7、地測(cè)量階段即採(cǎi)用光達(dá)掃描，現(xiàn)地12m。其它工程內(nèi)容包括兩側(cè)引道長(zhǎng)度分別為35m及地形經(jīng)後處理轉(zhuǎn)換成點(diǎn)雲(yún)圖（圖3），不但可提供精確15.5m及單跨15m鋼筋混凝土版橋（圖6）。大地座標(biāo)，亦可供未來(lái)BIM模型情境模擬之用。圖2BIM模型建立流程示意圖圖4BIM模型符合大地座標(biāo)圖5既有管線匯入BIM模型示意圖圖3測(cè)量點(diǎn)雲(yún)圖初步設(shè)計(jì)階段於前階段橋型決定後，初步設(shè)計(jì)主要是將前階段之設(shè)計(jì)原則階段BIM模型繼續(xù)深入建置，配合測(cè)量圖及點(diǎn)雲(yún)圖，將工本案在設(shè)計(jì)原則