当前,在交通运输供给侧改革、建设交通强国及创新驱动发展的大背景下,实现公路桥梁建管养的“数字化、网联化、智能化”是大势所趋。
BIM是模型+数据的综合体,在建筑、铁路、水利、轨道交通、市政等领域中,涉及工程项目的规划、设计、施工、运营维护全生命周期技术和管理创新,公路领域虽起步较晚,但发展迅猛。BIM为公路工程建设的信息化、可视化管理注入了新的发展动力,在对工程的质量控制、效率控制、成本控制方面都具有突出的作用。因此可以说,BIM是升级传统工作方式,全面提升建养管理水平的有效手段。
因BIM技术具有高可视性、可计算性、模型互用性、数据协同共享等技术优势,在南沙大桥(原“虎门二桥”)工程的建养管理中,扮演着三大角色:设计复核、虚拟建造、智慧管理。其应用可通过两条主线展开:BIM模型技术应用、BIM协同管理。
建设期的BIM应用成果
年11月15日,在南沙大桥工程技术专家委员会成立暨第一次工作会议上,确定了BIM技术在南沙大桥项目上进行试点应用。
当时的开发设想是,BIM技术在国内桥梁工程中的应用将促进我国桥梁建设的发展。考虑到BIM系统的研发应用周期和规模,建议南沙大桥以主桥主塔、钢箱梁和引桥节段预制拼装施工和管理为突破点,研究应用BIM技术。
年3月,南沙大桥BIM技术应用研究工作正式启动。由广东省公路建设有限公司南沙大桥分公司(建设单位)牵头组织,交通运输部公路科学研究院主要承担,设计、施工、制造、监理、监控等单位协同。整个项目分两期工程实施:第一期工程侧重于建设期的应用;第二期工程侧重于运营养护期的应用。
形成标准化的应用模式
在“无标准,零参考”条件下,自主探索并实践特大型桥梁工程BIM技术,在施工、制造和建设管理环节的标准化应用模式。总结形成两个层次的应用,第一层次是BIM模型技术应用,包括碰撞检测、施工模拟、钢结构数字化加工制造等;第二层次是BIM+项目管理应用。
同时,首次编制《特大型桥梁工程信息模型建模与交付指南》《特大型桥梁工程信息模型分类与编码准则》《特大型桥梁工程BIM技术应用实施导则》等3项技术标准与指南,为行业标准建立和同类工程推广应用打下基础。
轻量化处理和图形渲染技术
攻克了大尺度BIM模型轻量化处理和图形渲染技术,攻克了跨平台系统架构和多源数据采集技术,实现三维模型文件上百倍级的压缩,获得百兆级以上BIM模型流畅浏览与操作,同时兼容四大主流BIM软件模型格式。
以软件技术为基础,首次研发了具有自主知识产权的特大型桥梁工程“BIM+互联网”项目协同管理平台。实现了工程项目进度、质量、安全、造价等信息的高效采集、传输、交互和管理协同,实现了项目扁平化管理。例如,在质量安全管理模块,我们利用手机端高效协同处理余项现场隐患,通过数据挖掘,为管理决策提供支持。
钢箱梁工厂制造一体化成套技术
自主研发基于BIM钢箱梁工厂制造一体化成套技术,攻克了数字化套料、自动化切割、焊缝可视化管理、三维激光虚拟检测与预拼装等关键技术,减少中间环节,提高加工效率和精度。
利用三维激光扫描技术,对成品钢箱梁进行虚拟检测和预拼装,提高了拼装精度,同时降低拼装施工成本。
全寿命周期物联管理平台
首次研发具有自主知识产权的基于BIM短线匹配法预制节段梁产品全寿命周期物联管理平台,引入物流管理模式,通过扫描
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