BIM技術(shù)在城市隧道工程中的應(yīng)用

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1、BIM技術(shù)在城市隧道工程中的應(yīng)用摘要：bim技術(shù)在市政工程行業(yè)得到日益深入的應(yīng)用與推廣。本文以楊高南路新建隧道工程為例，從設(shè)計(jì)前期到施工階段全過(guò)程結(jié)合bim技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維協(xié)同設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方案比對(duì)、可視化技術(shù)、管線碰撞檢查、工程算量、施工方案模擬、3d激光掃描應(yīng)用并搭建了bim信息管理平臺(tái)進(jìn)行施工過(guò)程的管理。關(guān)鍵詞：三維協(xié)同設(shè)計(jì)、工程算量、施工方案模擬、3d激光掃描、bim信息管理平臺(tái)項(xiàng)目概況楊高路（世紀(jì)大道～浦建路）項(xiàng)目位于浦東新區(qū)花木行政中心,線路呈西南-東北走向,沿線地塊規(guī)劃以商辦為主,兼有部分居住用地,將在未來(lái)5年內(nèi)陸

2、續(xù)開(kāi)發(fā)建設(shè),該區(qū)域具有集中開(kāi)發(fā),定位高端的特點(diǎn),是陸家嘴金融城東擴(kuò)的重要組成部分,本次改造既是利用商務(wù)走廊開(kāi)發(fā),提升保障楊高路的干線功能的最佳時(shí)機(jī),也是改善該區(qū)域交通功能混雜,通行效率較低的實(shí)際需要。該項(xiàng)目工程范圍北起世紀(jì)大道下立交（世紀(jì)大道環(huán)島桃林路）,南至浦建路（浦建路跨線橋）,工程范圍全長(zhǎng)約1975m,道路等級(jí)為城市主干路。建設(shè)內(nèi)容為道路、隧道結(jié)構(gòu)、橋梁（張家浜橋）、雨污水排管、交通標(biāo)志標(biāo)線、信號(hào)燈、通風(fēng)、監(jiān)控、供配電、建筑、綠化等相關(guān)道路附屬設(shè)施及前期綠化與管線搬遷工作等。一、設(shè)計(jì)前期bim應(yīng)用1.?????三維

3、協(xié)同設(shè)計(jì)bim可以在滿足工程項(xiàng)目三維協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的各類信息：如三維模型、圖紙、合同、文檔等進(jìn)行集中管理的基礎(chǔ)上,為工程項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供一個(gè)信息交流和協(xié)同工作的環(huán)境。對(duì)工程項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、溝通交流、進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量監(jiān)控、成本控制等進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)作管理。2.?????協(xié)同設(shè)計(jì)的工作流程傳統(tǒng)隧道工程項(xiàng)目一般都是由道路專業(yè)通過(guò)方案等形式與各配合專業(yè)充分溝通,完成道路平面、縱斷面和橫斷面設(shè)計(jì),并將設(shè)計(jì)模型及數(shù)據(jù)文件提交給橋隧、排水、通風(fēng)、照明、管線綜合、景觀等相關(guān)專業(yè),各專業(yè)再進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)。三維協(xié)同設(shè)計(jì)創(chuàng)新了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式,由

4、道路工程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人員牽頭,前期先在設(shè)計(jì)軟件中創(chuàng)建工程項(xiàng)目主體道路中心線,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在已選取的道路中心線上,確定隧道結(jié)構(gòu)厚度、變形縫位置等等,并與通風(fēng)、照明、排水等專業(yè)溝通確定設(shè)施設(shè)備的布設(shè)位置,同步在模型結(jié)構(gòu)樹(shù)上發(fā)布設(shè)計(jì)參數(shù),接下來(lái)由不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員完成后續(xù)的深化建模工作。下面是三維協(xié)同設(shè)計(jì)的工作流程：1）搭建項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)、系統(tǒng)中分配專業(yè)設(shè)計(jì)人員角色和權(quán)限；2）構(gòu)建三維協(xié)同設(shè)計(jì)模型樹(shù)和wbs任務(wù)分解；3）創(chuàng)建三維的道路中心線，在道路中心線上定義工程項(xiàng)目的樁號(hào)位置；4）創(chuàng)建各設(shè)計(jì)專業(yè)（如結(jié)構(gòu)、圍護(hù)、設(shè)備等）的構(gòu)件模

5、板；5）不同專業(yè)的項(xiàng)目成員針對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)模型文件開(kāi)始協(xié)同設(shè)計(jì)工作；6）基于三維模型即時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,及時(shí)檢查設(shè)計(jì)缺陷,直至設(shè)計(jì)任務(wù)完成。3.設(shè)計(jì)方案比選在項(xiàng)目方案階段可以利用bim軟件的三維造型功能,對(duì)整個(gè)項(xiàng)目中的周邊場(chǎng)景,復(fù)雜關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行三維建模。以往設(shè)計(jì)師在與業(yè)主匯報(bào)方案的過(guò)程中,一般都是通過(guò)二維平面圖紙和ppt等方式向業(yè)主介紹方案,經(jīng)常會(huì)遇到業(yè)主無(wú)法快速全面了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖的困難。如果使用bim技術(shù)手段,在方案匯報(bào)之前把復(fù)雜關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的方案創(chuàng)建成三維的展現(xiàn)形式,這樣匯報(bào)的過(guò)程就會(huì)簡(jiǎn)單明了,也可以讓業(yè)主很容易的

6、明白設(shè)計(jì)意圖。下面是楊高南路項(xiàng)目中有關(guān)世紀(jì)大道路口三個(gè)方案設(shè)計(jì)：1)保留日晷,調(diào)整標(biāo)示標(biāo)線，如下圖(2)2)搬遷日晷,改造為十字交叉,如下圖(3)3)搬遷日晷,改造為立體交叉,如下圖(4)另外,在方案匯報(bào)過(guò)程中在結(jié)合優(yōu)化方式,實(shí)施難度,周邊路網(wǎng)影響程度,工程造價(jià)等各方因素,可以使整個(gè)方案達(dá)到通俗易懂,簡(jiǎn)單明了的效果,更能增加與業(yè)主的溝通交流。4.三維漫游????交互式可視化虛擬漫游是一門新興的效果展示技術(shù),與傳統(tǒng)的2d展示不同,交互式漫游是第一人稱視角的三維環(huán)境下虛擬體驗(yàn)。目前在建筑、房地產(chǎn)、能源和機(jī)械行業(yè)等的使用非常普

7、遍。應(yīng)用該技術(shù)不僅可以在投標(biāo)階段向業(yè)主展示設(shè)計(jì)方案和理念,而且在項(xiàng)目的后期還可以做成虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)環(huán)境。利用已完成的幾何模型導(dǎo)入到3dmax軟件里,對(duì)場(chǎng)景中所有模型進(jìn)行材質(zhì)添加和貼圖的深加工處理,以便于達(dá)到模型的美觀效果。而后再把模型導(dǎo)入到專業(yè)的虛擬技術(shù)軟件中,為場(chǎng)景創(chuàng)建漫游腳本,最后實(shí)現(xiàn)通過(guò)鍵盤上的方向鍵進(jìn)行虛擬漫游效果。二、深化設(shè)計(jì)的bim應(yīng)用1.管線綜合和碰撞檢查在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師大多都是通過(guò)繪制剖面來(lái)完成管線綜合圖,這些剖面只解決了該位置的管線排布,而實(shí)際情況管線都是連通的,一個(gè)位置的排布情況不能代表所有的

8、其它位置的排布也是合理的。通過(guò)利用bim技術(shù)創(chuàng)建現(xiàn)狀的市政管線模型,進(jìn)行各專業(yè)之間及專業(yè)內(nèi)部的碰撞檢查,能夠提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能存在的碰撞問(wèn)題,減少施工階段因設(shè)計(jì)錯(cuò)、漏、碰、缺、而造成的損失和返工工作,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工效率。2.工程量復(fù)核利用bim模型的屬性信息,通過(guò)軟件功能系統(tǒng)自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)施工招標(biāo)的工程計(jì)算量。首先