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基于BIM技术的桥梁工程施工阶段应用管理研究

论文编号:lw202007192321205500 所属栏目:工程管理论文 发布日期:2020年07月28日 论文作者:无忧论文网

本文是一篇工程管理论文,在此次设计中,本人针对当下,桥梁工程领域以及 BIM 技术的应用现状进行了深入的分析,至此之后拟定出了一种根据该技术作为基础的桥梁工程的施工应用研究思路框架,并结合该工程项目将 BIM 技术运用到实际工程中,得到了以下的结论:(1)分析了 BIM 技术的现阶段应用情况,并根据重庆某桥梁工程背景,制定了包含 BIM 建模标准与原则、建模的方法及流程等相关 BIM 技术的实施标准,并以此标准建立的 BIM 应用模型。(2)阐述了 BIM 技术在工程施工阶段应用的思路分析,结合工程项目特点进行预制构件的加工、施工方案模拟、现场临建管理、“BIM+二维码”管理等与 BIM技术相结合的应用分析研究。把对基于 BIM 技术的现场临建规划、预制构件加工在本项目中的实际应用效果进行分析。运用 Fuzor 软件对施工方案进行的可视化技术交底、细化施工方案等达到了良好的效果。


第 1 章  绪论


1.1  研究背景

自从实施改革开放以来,我国的桥梁建设领域已经进入高速发展时期,无论从设计方面还是施工方面都已经进入了自主设计创新、可持续协调发展的阶段。由我国自主设计、自主施工的复杂结构桥梁的数量越来越多,并且在国际地位上起到了举足轻重的作用。截至 2009 年,中国的高速路桥梁数量已然超过全球其余国家。从 2014 年的统计数据可知,国内道路桥梁数量为 75.71 万,同时其延长米达到4257.89 万,在国际上我国已然成为了当之无愧的桥梁大国[1]。

随着信息化技术的不断改革与创新,信息产业给人类社会创造了极大的便利,推动着社会发展。在金融业、制造业及互联网等行业领域,信息化技术已经产生了广泛深远的影响。信息技术的提高促进了各个行业的发展,但是建筑行业中的信息技术仍处于初级阶段,仍然需要进行探索发展。

目前建筑形式越来越繁琐,结构越来越复杂,例如鸟巢、水立方等。传统的建筑设计是基于 CAD 二维平面及立面等单一视图来展示,对类似于鸟巢这样的复杂结构形式难以直观展示。对于桥梁工程建设亦是如此。现代桥梁设计趋势越来越倾向于跨度大、结构形式复杂等,传统的二位设计难以满足设计要求。在施工方面,对大型桥梁建设项目的可施工性,以及控制施工进度、施工成本、施工质量带来了巨大的挑战。

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1.2  研究意义

当下,国内道路桥梁数量已经超出 80 万座,同时铁路桥梁数量也已经达到 20万座,从中国建造的桥梁数量来讲,已然步入百万级别的行列,且所建桥梁的质量一直处在国际领先地位。伴随着桥梁工程设计技术的不断发展,传统的施工技术越来越难以满足现代桥梁工程建设,对桥梁施工的技术带来巨大的挑战,对施工技术水平和施工管理水平都有了更高的要求。以 BIM 为基础的信息施工和管控过程的便捷性、实效性与统一性,在工业建筑及房建工程领域都得到了充分体现,对施工技术水平和施工管理水平都有了明显的提升,由此带来了较大的社会和经济效益。鉴于如此,在桥梁工程建设中引入 BIM 技术是十分必要的。在 BIM 技术方面,尽管国内已经历经十余年的研究,但是当下依然并不成熟,这也意味着此类技术处于桥梁方面的分析还是存在着不足之处,在这种情况下,应该如何令该技术的优势发挥到极致,尚需要更加深入的研究与探索。

本文以重庆某大桥为工程背景,在其施工过程中开展 BIM 技术应用研究。通过建立三维信息模型,并在模型的基础上进行基于 BIM 技术的二次开发和施工应用研究,充分发挥 BIM 技术给桥梁工程带来的优势,提高施工效率和水平。

表1 1-和目标概要M十五年规划时间节点美国陆军工程兵团BI

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第 2 章  基于 BIM 技术工程施工应用分析及模型的建立


2.1  施工阶段 BIM 应用框架分析

从 BIM 技术的角度来进行解析,将这项技术与整个建设工程项目融合在一起,存在着诸多优势,比如说能够令建筑信息化系统具备着更为宽泛的覆盖范围,而且涉及到了多元化的种类,在传递时尤为便捷。不仅如此,在使用该技术之后,处于设计、施工、运维阶段中,都具备着一定的优势。这也对于后续的运维管理与销售可以起到良好的铺垫作用。伴随着时间的推移,将这项技术投入使用在项目的设计施工中,俨然成为了行业的一种趋势。该技术处于整个项目中的理念可以理解为在建设中充分的运用数字信息技术,达成数字化、集成化等目标。将其组织框架细分为三个非常关键的部分,分别指的是规划层、实施层以及保障层这三层[32],参考下图 2-1 所示。上述的第一层属于框架的基础,在基础建设完毕之后方能够开展后续的设计;上述的第二层属于具体的实施过程以及技术使用方法;上述的第三层指的是项目中使用该技术的基础以及保证的条件。

图 2-1 BIM 组织各分层内容

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2.2  工程概况

本项目位于重庆市黔江区省道 S304 正阳至蓬东端改建工程,如图 2-3 所示。路线起于巨木岭正阳园区路与 G319 的 T 型交叉处,沿现有园区路、天平路及现状省道 S304 布线,如图 2-4 所示。

桥梁全长 287.10 米,桥梁跨径布置为 7.0(桥台)+2×22.5+(1×145)+3×22.5+9.0(桥台)=287.10 米。设计荷载:公路-Ⅰ级,设计行车速度:40 公里/小时,桥面全宽 12.5 米,具体如下表 2-1 所示。

图 2-3  本项目地形地貌

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第 3 章  BIM 技术在桥梁工程施工阶段研究及应用 .......................... 32

3.1 BIM 技术在施工阶段的应用研究 ............................. 32

3.2 BIM 技术在预制构件加工过程中的研究 ............................ 33

3.3  施工工艺及 BIM 可视化仿真模拟 ........................... 33


第 4 章  基于 BIM 技术的质量管理系统设计开发及应用.................50

4.1  基于 Revit 二次开发的质量管理系统.................50

4.1.1 Revit 软件二次开发.................50


第 4 章  基于 BIM 技术的质量管理系统设计开发及应用


4.1  基于 Revit 二次开发的质量管理系统

4.1.1 Revit 软件二次开发

Autodesk Revit 是为 BIM 系列中的建筑信息模型有关设计的软件,包括 Revit Architecture,Revit Structure,Revit MEP 等一系列产品,具体是建筑、机电、结构类型、暖通以及给水排水等,相继为不同专业提供 BIM 模型处理方案。Revit 三维模型在任意视图窗口下发生改变时,Revit 软件就会在本模型中其他的表现形式中一起进行相关变动并进行调整[45]。

根据 Revit 平台作为基础,执行二次开发的研究,在多数情况下会按照其余的软件与 Revit 软件数据交换接口创建连接。现如今,能够细分为两种不同的类型,第一种类型指的是交换分析模型,第二种类型指的是进行物理模型交换[46]。针对前者而言,实际上会将存在的一些细节忽略,譬如说梁柱的偏心等等,针对后者而言,能够对计算的精确度进行强有力的保障,然而模型存在着错综复杂的特性。站在 RevitAPI 的角度上进行分析,能够理解为 Revit 应用程序开发。软件产品提供了RevitAPI 数据接口,相关用户和软件开发者都可以利用 RevitAPI 数据接口把自己所创建的工程应用插入到 Revit 系列软件产品中,实现了 Revit 与外部软件应用的数据信息对接,进而可以将具有重复性的、复杂繁琐的建模程序自动化,大幅度提高使用者的建模效率。Revit 产品软件针对 Revit 系列中的建筑、结构、机电、给排水、暖通等都提供了相对应的 API 数据接口,其均被装配至一个整体性的 API 包里,一般将其称作 RevitAPI[47]。

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结论与展望


结论

在此次设计中,本人针对当下,桥梁工程领域以及 BIM 技术的应用现状进行了深入的分析,至此之后拟定出了一种根据该技术作为基础的桥梁工程的施工应用研究思路框架,并结合该工程项目将 BIM 技术运用到实际工程中,得到了以下的结论:

(1)分析了 BIM 技术的现阶段应用情况,并根据重庆某桥梁工程背景,制定了包含 BIM 建模标准与原则、建模的方法及流程等相关 BIM 技术的实施标准,并以此标准建立的 BIM 应用模型。

(2)阐述了 BIM 技术在工程施工阶段应用的思路分析,结合工程项目特点进行预制构件的加工、施工方案模拟、现场临建管理、“BIM+二维码”管理等与 BIM技术相结合的应用分析研究。把对基于 BIM 技术的现场临建规划、预制构件加工在本项目中的实际应用效果进行分析。运用 Fuzor 软件对施工方案进行的可视化技术交底、细化施工方案等达到了良好的效果。

(3)利用 Revit 软件的二次开发技术,开发出了基于 BIM 技术的质量管理系统,在工程施工中对基于 BIM 技术的质量管理系统进行了具体结合应用,提升了各参与方的协同化程度,加深了施工阶段的信息化程度,使得该技术的应用价值得到了体现。

参考文献(略)

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