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现阶段的路桥BIM设计存在的难点

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现阶段的路桥BIM设计存在的难点

2018-12-20

路桥BIM行业发展的要求

2017 年9 月11 日,交通运输部办公厅印发了《关于开展公路BIM 技术应用示范工程建设的通知(交办公路函〔2017〕1283 号)》,《通知》提出了"提升公路设计水平""提高公路建设管理水平""推进公路养护管理信息化" 的三个阶段目标。

其中,对于公路设计阶段,要求提升设计水平,鼓励和促进工程设计人员直接利用BIM 技术进行设计,形成以三维形式表述的设计成果,根据需要提供平面图纸或其他形式的设计文件;在公路初步设计阶段,要统筹应用BIM 技术和GIS 技术进行方案研究和论证,提高方案比选的全面性和针对性;在施工图设计阶段,要着重利用BIM 技术提升设计精细度, 对复杂结构工程利用BIM 技术进行模拟验证, 对改扩建工程施工方案和交通组织的协调性进行检验。

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目前,BIM 技术在建筑领域已经取得了较好的应用效果,但在公路工程领域属于刚刚起步。公路工程项目在空间上具有带状分布、点多线长的特点,这和工业与民用建筑工程等点状工程相比,有着显著的区别。

路桥工程BIM设计

公路工程的BIM 模型通常分为两类,即环境模型和工程模型。就环境模型而言,相对于点状工程,公路工程项目的里程长、覆盖范围大,一条100 多公里的高速公路,其研究所辐射的地形面积就高达1000 平米公里,地形数据多达千兆字节,高清航片等影像数据可达上百万千兆字节;而工程模型就更为复杂,公路工程包含了如路基、桥梁、隧道、互通、交通工程等众多专业,各专业工程模型的特点差异非常大,这直接导致了公路工程BIM 工作开展十分困难。

现阶段, 主流的BIM 软件开发商, 如Autodesk 公司、Bentley 公司、Dassault 公司等, 均针对公路工程行业,提出了相应的解决方案, 以尽可能适应公路工程BIM 的多样化需要。但由于BIM 软件开发商多为通用软件平台开发, 专业性、针对性偏弱,因此还需要结合国内设计习惯进行相应的二次开发,进一步满足用户需求。

艾三维专研BIM应用领域10年,通过基于Autodesk公司、Bentley 公司的BIM软件进行长期开发、积累形成的道路、桥梁设计软件系统,以及GIS 相关研究应用经验,开展了公路工程的环境模型和工程模型的参数化、自动化创建的研究。并逐渐将BIM 技术与传统设计流程相结合, 形成了具有专业特色的BIM 技术应用方法。

环境模型的建立

艾三维是基于"BIM+GIS" 的方式,将多种来源、精度和类型的地形数据及影像数据进行整合,形成BIM 基础地面模型,以便准确地反映地形的几何信息和纹理信息,再叠加相关环境影响因素,如不良地质区域、规划控制区域等,形成环境信息模型。

此外,在形成环境信息模型地过程中,地理信息是相当难获取地部分, 需要结合多种数据源,如路网、水网等平台获取信息,之后再结合项目实测调查进行补充。只有构成了完备的环境模型才能开展后续公路BIM 设计应用。


路桥工程BIM建模生产模型

工程模型是指公路工程涉及的各类专业工程BIM 模型,一个公路工程项目的里程相当长,工程模型类型与数量众多,建模过程繁复且常与专业设计相脱离,这势必导致BIM 技术无法很好的在公路工程设计中得到应用。

对于特殊结构类的工程模型,往往需要特定的软件与方法完成三维设计或模型建立,但对于常规工程模型, 具有较强的通用性,这也是工程项目中最常出现、数量最多的模型。我们有必要研究其参数化、自动化建模方法,并且以设计单位现行的主流设计方法为出发点,将BIM 技术融入其中,逐步实现公路工程的BIM 设计。为此,艾三维路桥BIM基于benteley的设计软件,充分利用设计成果数据, 自主研发了路线、桥梁等专业的BIM 路桥管理软件,实现专业设计与BIM 建模(常规工程模型)同步的目标。设计中采用路线设计系统,在三维地形(数模)上快速选线,并设置桥梁、隧道等构造物,即可得到公路设计数字成果,进而直接生成BIM 模型。在方案比选阶段,路线走向与桥梁、隧道段落设置等,可采用系统自定义的通用业务逻辑,全自动地创建常规桥梁与隧道的方案及工程模型。值得特别提出的是,互通BIM 模型,互通即互通式立体交叉,是由多专业模型组合而成的,其难点在于工程模型之间存在相互影响,如匝道连接部、匝道鼻端等位置,都是BIM 模型创建的重点、难点问题。

通过实践,这意味着在深化设计的过程中,需要逐步完成如桥梁、隧道等工程的细节设计,不能仅依赖系统推荐的设计数据。所以, 对于未采用数字化设计的专业或复杂的工程对象,作为设计单位,也应该积极研究在通用BIM 软件平台上进行二次开发,以提高建模效率,并确保与设计的吻合程度。

实际上,各大BIM 基础平台软件的开发商非常支持这种做法,开发商提供优秀的支撑平台,并开放友好的开发接口,甚至针对专业人员给出了图形化、参数化、可视化编程工具。而设计单位可以结合自身的专业特色,完成专业级的二次开发,实现专业设计的自动化。比如Autodesk 公司的Revit 软件中,提供了Dynamo 插件方式实现模型的图形化参数编程自动创建;

Civil3D 中,提供了部件编辑器实现参数化建模;Inventor 中,提供了iFeature 实现参数化建模等。

BIM模型融合与路桥三维设计

公路工程的环境模型与工程模型的创建方法、软件平台、数据格式等都可能不尽相同,作为设计单位,在完成设计后,同步得到的BIM 成果必须提供一种有效的机制,将一个公路工程项目以整体的方式提供给业主或项目的使用者。必须对环境模型与工程模型进行融合,并提供承载的软件平台,以实现设计成果的三维表达。

由于模型文件庞大,且对软硬件环境要求高,直接导致使用不便。为此,艾三维针对公路项目,特别研发了基于互联网的BIM路桥平台, 实现BIM 成果的轻量化远程使用。公路工程BIM 作为设计成果的数字化表达,不仅仅能以三维方式展现设计项目,同时还能集成管理相关设计信息, 这也正是BIM 的核心价值所在。工程信息作为模型的内在数据,可以根据需要附着如尺寸、材料、工程量、设计图等各种类型的属性资料,从而满足设计成果数字化交付的目标。

路桥bim的研发不是一蹴而就,必定是一个相当漫长的过程,目前只能是碎片化的运用,艾三维通过将施工的计量支付,质量安全管理,进度管理和资金监管放到bim上,算得上是一款能够落地的bim。

如果你需要咨询bentley路桥软件、路桥BIM建模,路桥工程生命全周期BIM解决方案 ——艾三维全国咨询热线 4000 333 136



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