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【交通工程BIM技术案例】国内首条八度地震区海底隧道项目—汕头市苏埃通道BIM设计咨询 ...

2017-8-10 10:09
来自: 湖南建工BIM中心 收藏 分享 邀请

一、工程概况项目名称:汕头市苏埃通道工程建设单位:汕头市苏埃通道建设发展有限公司设计单位:湖南省交通规划勘察设计院施工单位:中铁隧道集团有限公司BIM咨询单位:湖南建工BIM中心具体工程分段如下:桩 号工程范 ...

一、工程概况

项目名称:汕头市苏埃通道工程

建设单位:汕头市苏埃通道建设发展有限公司

设计单位:湖南省交通规划勘察设计院

施工单位:中铁隧道集团有限公司

BIM咨询单位:湖南建工BIM中心

具体工程分段如下:

桩  号

工程范围

长度(m)

EK2+00~EK2+250

北岸隧道接线路基段

250

EK2+250~EK7+550

隧道段

5300

EK7+550~EK7+610

标准路基段

60

EK7+610~EK7+910

收费站范围

300

EK7+910~EK8+680

南岸隧道接线路基段

770

    



二、BIM应用目标


1、全过程BIM设计标准定制

2、数字化协同设计

3、全专业BIM出图

4、动态设计变更管理

5、施工组织设计优化


三、BIM设计咨询总体流程




四、BIM设计咨询解决方案


4.1路线设计

1、设计范围

路线设计包括主线路线设计(东、西线)和互通立交设计。

2、BIM设计咨询规划

咨询内容:路线平面设计、路线纵断面设计和隧道超高设计。

解决方案:

1)将路线的平曲线、纵断面、横断面的设计集成到同一设计平台实现联动设计。

2)构建原始地形、地质分层模型,整合设计路线,深入分析沿线地形、地质,选择路线方案,确定路线线位,合理运用技术指标进行隧道路线设计,为项目建设提供依据。

4.2路基、路面设计

1、设计范围

路基、路面设计包括整体路基设计,分离式路基设计,低填浅挖路基设计,软土路基设计,边坡防护设计。

2、BIM设计咨询规划

咨询内容:路基设计,边坡防护设计

解决方案:

1)构建地质分层模型,分析地质强度、稳定性和耐久性。

2)从地基处理、路基填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统以及关键部位路基施技术等方面进行综合设计。

4.3隧道设计

1、设计范围

隧道设计包括主线(东、西线)主体结构设计,维护结构设计,隧道设备用房建筑设计,风塔建筑结构设计,盾构隧道管片设计,盾构段内部结构设计,盾构段软基加固和海中段硬岩处理方案,隧道装修设计

2、设计咨询规划

咨询内容:结构设计、装修设计、管线优化设计、碰撞报告、工程量清单。

解决方案:

1)基于三维空间线路参数化横断面放样融合设计,实现隧道三维可视化设计。

2)构建符合国标清单计价规范的BIM模型,快速提取工程量清单。

3)隧道管片参数化划分。

4)制定统一的建模规则,以模型为载体,多专业数据交互,实现设计协同。

5)构建机电模型,碰撞检查,管线综合优化,输出优化报告。

6) 构建装饰装修深化模型,渲染出图。

4.4沿线设施设计

1、设计范围

沿线设施设计主要包括:监控系统设计,收费系统设计,收费站建筑结构设计,管控中心建筑、结构机电设计,隧道通风与防灾、动力与照明、给排水、消防设计。

2、BIM设计咨询规划

咨询内容:建筑、结构设计,机电深化设计。

解决方案:

1) 多专业协同构建符合国标清单计价规范的建筑、结构、机电模型,统计工程量清单。

2) 模型深化处理,输出优化报告。

4.5其他工程设计

1、设计范围

其他工程设计主要包括:改渠设计,水闸电排站变电所设计,中山东路跨龙湖沟桥和道路改造设计,天山南路改造设计,碧霞南桥拆除及重建设计,中山东路龙湖沟桥拆除及复建设计、中山东路通入新建电排站及水闸桥设计,施工便道设计。

2BIM咨询规划

咨询内容:道路改造设计,变电所设计,电排站及水闸桥设计

解决方案:

1) 现状道路、桥梁模型创建。

2) 同4.3解决方案。

4.6施工组织计划

1、设计范围

施工组织计划主要包括南岸施工组织及管线迁改设计,北岸段施工组织设计,备案端上段管线迁改图。

2、BIM设计咨询规划

咨询内容:施工组织计划设计、管线迁改

解决方案:

1) 依据勘探资料构建地下管线勘测模型,并与其它模型整合。

2) 三维可视化施工模拟,验证、优化施工组织方案。

3) 进度模拟推演,优化施工组织计划。


五、BIM设计出图















六、BIM技术应用


6.1BIM+协同设计

基于BIM技术构建三维可视化模型,以模型为载体,从基础资料管理、过程协同管理、设计数据管理、设计变更管理等方面,实现基于项目的资源共享、设计文件全过程管理和协同工作。

在项目设计过程中,建立项目中心文件,制定统一的项目样板文件,设立权限分配机制,依据模型共享与交互,实现在一体化设计协同环境下,多专业协同设计,校对、审核、审定多方协同审查,设计进度可及时查询,工程量可快速提取,设计协同有效落地。


图6.1协同设计流程

6.2BIM+参数化设计

在通道设计过程中,路线、通道、围护结构等设计均呈双曲线的形式,传统二维图元形式的设计一般是对平、竖方向的几何形式进行单独设计, 很难高效准确地完成设计图纸。

构建格构柱、钢支撑、钢围檩等构件集,细化到每块钢板的数量都可通过调整参数的形式进行修改。在围护结构设计的过程,采用构建集可实现各构件在三维自由空间中的快速精准定位。

基于BIM技术的路线设计,是将路线的平曲线和纵断面集成到同一应用平台实现联动设计, 相互关联平曲线和纵断面线的空间几何关系。

通过构建通道断面装配模型,基于路线以放样融合的形式实现通道参数化设计,并且在后期设计变更的过程中,可对变更模型进行参数化管理。提升了三维可视化设计程度。

使用BIM可视化编程技术对盾构隧道管片进行设计,构建自适应管片模型,设置相应参数信息,可快速导出各管片详细尺寸,并统计各管片工程量,便于后期管片预制及材料供应。

图6.2 围护结构参数化设计


图6.3 通道参数化设计


图6.4隧道参数设计

6.3BIM+管线综合优化

本项目机电管线需基于路线进行设计,同时还需兼顾多专业协调和空间的复杂性,对机电专业的设计提出更高挑战。针对该项目的特点,制定了基于该项目的机电建模样板,分别建立了各专业机电模型,进行碰撞检查,汇总统计碰撞问题,出具了相应的机电深化设计模型并反馈至设计单位。


图6.5南岸风机房管线综合

6.4BIM+设计出图

依据各专业出图规范,制定相应的BIM模型出图标准。以BIM协同设计的形式,构建各专业参数化BIM模型。通过对模型进行可视化展示、模型交互、碰撞检查、优化以后,分别创建可供设计各个阶段使用的三维视图、平面视图、剖面视图以及局部视图。

图6.6模型出图

6.5BIM+施工组织设计

在施工组织设计阶段,通过将模型与进度进行关联,为项目部管理人员直观展示各工区、各区域的进度推演情况,有效解决各工区之间出现的工序重合、交叉、延误等问题。提前发现模拟中存在的问题,制定应对措施,直观展示各专业进度关系,优化进度计划,指导资源调配和施工部署。

图6.7进度模拟

在项目进行具体施工建造之前,通过建立BIM模型,把数据、现场环境、方案等纳入模型之中,运用BIM软件进行施工模拟。提前预判施工方案中存在的问题并优化。使所有项目参与者在施工前就能清楚的知道所有施工内容以及自己的工作职责,能促进施工过程中的有效交流,它是目前评估施工方法、发现问题、评估施工风险简单、经济、安全的方法。 


图6.8施工工艺模拟

6.6BIM+施工模型预算

在施工模型预算过程中,按照《市政工程工程量清单计价规范》拆分子项,根据该项目的实际情况制定相应的BIM应用标准,在建模过程中严格按照该标准的要求建立各阶段BIM模型,最终在该模型的基础上可以直接、快速、准确地计算项目工程量,保证每个工程节点的填挖量、混凝土等主材用量的准确性,指导物资采购,实现材料精准采购。


图6.9工程量统计


七、施工图问题清单


基于BIM技术的可视化及协调性,在建模过程中提前发现图纸中的错、漏、碰、缺等问题,形成问题报告,及时反馈至设计院进行解决,在该项目中共发现及解决图面问题127处。









八、工程量比对

通过清单与模型工程量做比对,发现清单中工程量存在偏差,重点针对偏差较大的部分及时反馈给业主及项目部,通过工程量审核后作为产值报送及发放依据。



结语

该阶段性成果的顺利交付与验收,表明湖南建工BIM中心成功探索出了一套适用于交通工程的BIM整体解决方案,形成了涵盖地理测绘、管线勘测、规划设计、模型建立、数据集成的一体化集成平台,实现了BIM+GIS的市政综合应用模式。


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