中交一公院打造全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用

文

在國(guó)家“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”戰(zhàn)略、“一帶一路”倡議及“交通強(qiáng)國(guó)”目標(biāo)的引導(dǎo)下，交通行業(yè)正在積極推進(jìn)技術(shù)改革及模式創(chuàng)新工作。建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用是推進(jìn)交通行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重要支撐，也是走出國(guó)門(mén)參與國(guó)際工程建設(shè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)必備的能力之一。當(dāng)下，BIM在我國(guó)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、核心軟件和人才儲(chǔ)備等方面還有很長(zhǎng)的路要走，面對(duì)旺盛的行業(yè)技術(shù)需求，如何將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目全生命周期，是交通領(lǐng)域當(dāng)前的技術(shù)熱點(diǎn)。

中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡(jiǎn)稱“中交一公院”）作為我國(guó)傳統(tǒng)公路設(shè)計(jì)行業(yè)的領(lǐng)頭羊和路橋新技術(shù)的探索者，在2016年成立了BIM技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用中心，從標(biāo)準(zhǔn)編制、軟件開(kāi)發(fā)及項(xiàng)目應(yīng)用3個(gè)方面全面推進(jìn)BIM技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，探索并初步形成了一套較為完善的BIM技術(shù)解決方案，可為同類項(xiàng)目的應(yīng)用提供借鑒。

標(biāo)準(zhǔn)編制

中交一公院BIM中心在成立之初，積極跟蹤行業(yè)技術(shù)政策，搶先申請(qǐng)并承擔(dān)交通運(yùn)輸部《公路工程信息模型統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》和《公路工程設(shè)計(jì)信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》兩部行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)，以及中國(guó)交建企業(yè)公路BIM標(biāo)準(zhǔn)的主編工作。通過(guò)與清華大學(xué)、buildingSMART等國(guó)內(nèi)外頂尖組織深度聯(lián)合，在充分借鑒國(guó)內(nèi)外已有成果和建筑、鐵路等相關(guān)行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合典型項(xiàng)目，全力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)編制工作，助力行業(yè)發(fā)展。

BIM技術(shù)在梅觀高速公路項(xiàng)目應(yīng)用

CNCCBIM軟件發(fā)布會(huì)

軟件開(kāi)發(fā)

軟件開(kāi)發(fā)是促進(jìn)BIM技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，其開(kāi)發(fā)過(guò)程既要與工程實(shí)際相結(jié)合，又要充分考慮國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范。公路市政工程具有長(zhǎng)大帶狀規(guī)模和海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等特點(diǎn)，因此，軟件平臺(tái)必須具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)承載能力和完備的專業(yè)基礎(chǔ)功能。中交一公院通過(guò)引進(jìn)國(guó)外優(yōu)勢(shì)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)適用的首款道路工程BIM正向設(shè)計(jì)軟件——CNCCBIM OpenRoads，利用BIM參數(shù)化建模技術(shù)建立道路、橋梁、隧道等專業(yè)的參數(shù)化構(gòu)建庫(kù)，以路線為基礎(chǔ)，參考集成各專業(yè)BIM模型，最后形成項(xiàng)目總裝模型，并通過(guò)動(dòng)態(tài)視圖等技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于BIM的快速出圖。

項(xiàng)目應(yīng)用

BIM技術(shù)的最大價(jià)值在于項(xiàng)目全生命周期的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)很多項(xiàng)目在全生命周期領(lǐng)域都有一定程度的探索，但是這些應(yīng)用都非常有限，主要集中在碰撞檢查、工程量計(jì)算、方案優(yōu)化與模擬、資料數(shù)字化等方面，缺少BIM技術(shù)在一個(gè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的應(yīng)用。只有在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的各階段完整地應(yīng)用BIM技術(shù)，才能將BIM技術(shù)的應(yīng)用流程標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化，才能在本質(zhì)上推動(dòng)BIM技術(shù)的發(fā)展。

廣東深圳梅觀高速公路項(xiàng)目是國(guó)家高速公路網(wǎng)G94中的一段，全長(zhǎng)8.5公里，起于梅林關(guān)，終于石清大道，共設(shè)互通式立交8處、橋梁37座、綜合管廊總長(zhǎng)約17.6公里，總投資95.9億元。項(xiàng)目地處城市成熟區(qū)域，路網(wǎng)密度大、地下管線復(fù)雜，同時(shí)又面臨景觀要求高、施工協(xié)調(diào)困難、設(shè)計(jì)周期短等突出問(wèn)題，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段難以滿足要求，而采用BIM技術(shù)可有效解決項(xiàng)目難題。

該項(xiàng)目著眼于全生命周期的BIM深度應(yīng)用，在設(shè)計(jì)階段，采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建了高精度的實(shí)景模型，結(jié)合我國(guó)市政道路設(shè)計(jì)規(guī)范，自主研發(fā)了道路、橋梁、管廊、景觀綠化等多專業(yè)的設(shè)計(jì)建模軟件，快速完成全線復(fù)雜平、縱、橫斷面及三維道路BIM模型的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了基于BIM的正向設(shè)計(jì)，提出了運(yùn)維養(yǎng)護(hù)階段的BIM應(yīng)用計(jì)劃，初步形成了一套較為完善的BIM技術(shù)解決方案。憑借突出的技術(shù)創(chuàng)新，中交一公院榮獲2017年全球縱覽基礎(chǔ)設(shè)施峰會(huì)Be創(chuàng)新獎(jiǎng)、首屆中國(guó)公路學(xué)會(huì)交通BIM工程創(chuàng)新獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)和第三屆中國(guó)建設(shè)工程BIM大賽一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)殊榮。

BIM正向設(shè)計(jì)應(yīng)用點(diǎn)

三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)環(huán)境模型

道路BIM模型

鋼箱梁BIM模型

綜合管廊BIM模型

· 構(gòu)建精準(zhǔn)三維基礎(chǔ)環(huán)境

構(gòu)建地形模型（DTM）。依據(jù)外業(yè)測(cè)量、地形圖等數(shù)據(jù)，通過(guò)CNCCBIM軟件快速創(chuàng)建了項(xiàng)目區(qū)域準(zhǔn)確的地形模型，直觀反映地形狀況，為三維BIM設(shè)計(jì)提供了環(huán)境數(shù)據(jù)。構(gòu)建三維地質(zhì)模型。地質(zhì)條件關(guān)乎設(shè)計(jì)質(zhì)量，項(xiàng)目組研發(fā)了地質(zhì)建模軟件，根據(jù)項(xiàng)目勘探的原始鉆孔、地質(zhì)剖面圖等數(shù)據(jù)，建立了項(xiàng)目區(qū)域三維地質(zhì)模型，直觀反映地質(zhì)狀況。構(gòu)建地面實(shí)景模型。采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，構(gòu)建了高精度的實(shí)景模型，現(xiàn)實(shí)感強(qiáng)，可測(cè)量，為設(shè)計(jì)提供了可視化的設(shè)計(jì)環(huán)境。

· BIM正向設(shè)計(jì)

道路BIM正向設(shè)計(jì)：梅觀高速公路項(xiàng)目互通立交密集，設(shè)計(jì)難度大。項(xiàng)目組創(chuàng)新性地研發(fā)了道路工程BIM正向設(shè)計(jì)軟件CNCCBIM OpenRoads。該軟件基于精準(zhǔn)的三維基礎(chǔ)環(huán)境，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，定制了符合我國(guó)規(guī)范要求的參數(shù)化橫斷面模板，通過(guò)參數(shù)化技術(shù)快速完成道路BIM設(shè)計(jì)，創(chuàng)建精準(zhǔn)的道路BIM信息模型，并基于BIM模型剖切，實(shí)現(xiàn)了道路工程二維圖紙和報(bào)表的自動(dòng)生成，模型與圖紙實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，確保了圖紙與模型的一致性和準(zhǔn)確性，滿足了行業(yè)交付要求。

橋梁BIM正向設(shè)計(jì)：全線橋梁大部分位于互通立交區(qū)域，橋梁形式多樣，上部結(jié)構(gòu)涵蓋鋼箱梁、鋼混組合梁等7種形式。項(xiàng)目組研發(fā)了上部結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，快速完成全線變截面、曲線梁三維BIM設(shè)計(jì)。針對(duì)箱梁，研發(fā)了參數(shù)化懸臂現(xiàn)澆變高箱梁、節(jié)段預(yù)制箱梁設(shè)計(jì)工具，通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)控制，快速完成全線5處跨鐵路現(xiàn)澆變高箱梁和約3830米節(jié)段預(yù)制箱梁的三維BIM設(shè)計(jì)。

綜合管廊BIM正向設(shè)計(jì)：梅觀項(xiàng)目地下環(huán)境復(fù)雜，沿線通訊、燃?xì)狻⒔o排水等管線密布，設(shè)計(jì)面臨管線布設(shè)、改遷等問(wèn)題。項(xiàng)目組研發(fā)了CNCCBIM管廊設(shè)計(jì)工具集，建立了參數(shù)化管廊截面、節(jié)點(diǎn)構(gòu)件庫(kù)，快速完成約16.5公里的管廊BIM設(shè)計(jì)，并且通過(guò)BIM可視化、碰撞檢查等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了管廊的精準(zhǔn)布設(shè)與改遷優(yōu)化。

· 全方位、立體化溝通展示

集成實(shí)景、地下管線、道路、橋梁、綜合管廊、景觀天橋、綠化等模型，利用LumenRT軟件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全線漫游與動(dòng)態(tài)可視化展示，真實(shí)呈現(xiàn)設(shè)計(jì)效果，實(shí)現(xiàn)全方位、多立體的方案比選與設(shè)計(jì)優(yōu)化。

· 數(shù)字化交付

將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)資料、BIM模型、圖紙、表格、工作文檔等數(shù)字化成果文件，集成后發(fā)布為iModel數(shù)據(jù)庫(kù)格式，利用Navigator等數(shù)字化交付平臺(tái)在桌面端、移動(dòng)設(shè)備和Web端查看和管理。