基于BIM的基础设施(道桥)项目全过程设计实践

基于的基础设施（道桥）项目全过程设计实践[项目概况与BIM应用目标]01东西向快速路工程地理位置图工程研究范围现状骨干路网[项目名称]南宁市城市东西—南北向快速路立交工程[工程范围]以立交为中心向快速路四个方向延伸至上、下游匝道出入口处，研究范围约15km2[设计内容]交通工程、道路工程、桥梁工程、隧道工程、排水工程、照明绿化等附属工程[设计阶段]工程可行性研究、初步设计、施工图设计[项目概况和BIM应用目标]01项目概况[项目设计难点]•道路等级高、功能全、规模大；•建设条件复杂，地面地下环境复杂；•专业多：路、桥、隧、水……[BIM应用难点]•缺少基础设施(道桥)项目完整解决的案例；•现有BIM软件功能对道桥项目工程支持不足建立适用于基础设施（道桥）项目的全过程全专业的BIM设计解决方案BIM应用目标项目难点和BIM应用目标[项目概况和BIM应用目标]01[BIM应用成果与价值分析]02•01.基础设施（道桥）项目BIM设计全过程解决方案•02.基于道路曲线的桥隧结构创新建模方法•03.基础设施（道桥）项目族库开发与应用•01.基础设施（道桥）项目BIM设计全过程解决方案•02.基于道路曲线的桥隧结构创新建模方法•03.基础设施（道桥）项目族库开发与应用设计建模•04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析•05.基于BIM的工程优化设计•06.基于BIM模型的全专业的二维出图•04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析•05.基于BIM的工程优化设计•06.基于BIM模型的全专业的二维出图拓展应用•07.Revit环境下快速建模工具的开发与应用•07.Revit环境下快速建模工具的开发与应用二次开发应用深度应用深度BIM应用成果与价值分析02•符合基础设施工程现有的设计流程和深度要求•在现有软件功能基础上就可以完成大部分的BIM设计工作•满足不同水平施工企业对BIM成果的需求场地条件建模）场地条件建模）方案模型(方案模型(道路平纵设计道路平纵设计工可/方案阶段工可/方案阶段初步设计阶段初步设计阶段施工图设计阶段施工图设计阶段规划条件建模）规划条件建模）交通仿真分析）交通仿真分析）详细模型(Civil3D/Revit详细模型(Civil3D/Revit异形结构建模）异形结构建模）结构力学分析）结构力学分析）交通安全分析）交通安全分析）细部力学分析）细部力学分析）碰撞和净空检查）碰撞和净空检查）平法出图和算量）平法出图和算量）施工流程模拟）施工流程模拟）施工模型施工模型施工组织模拟施工组织模拟传统设计文件传统设计文件施工阶段施工阶段中心模型设计全过程的BIM解决方案框架图[特点][BIM应用成果与价值分析]02二次开发拓展应用设计建模01.基础设施(道桥)项目BIM设计全过程解决方案BIM应用价值可视化的方案展示，更容易被专家、业主和公众理解，从而提高了方案决策的科学性一般较大较少用地面积拆迁面积一般较大较少隧道面积无较多较少方案一方案一方案二方案二方案三方案三对铁路的影响上跨铁路，影响很大上跨下穿兼有，影响较大下穿铁路，影响较小布置紧凑，平面关系复杂匝道半径较小，行车舒适度欠佳线形优美，层次简单路线线形最终方案最终方案应用示例一：利用BIM方案模型进行方案决策[BIM应用成果与价值分析]01.基础设施(道桥)项目BIM设计全过程解决方案02二次开发拓展应用设计建模道路二次开发拓展应用设计建模桥梁隧道排水附属[BIM应用成果与价值分析]01.基础设施(道桥)项目BIM设计全过程解决方案02应用示例二：全专业的协同设计建立详细模型BIM应用价值完成了大型复杂基础设施（道桥）项目施工图深度的全专业建模，并通过协同工作提高工作效率，减少专业之间容易二次开发拓展应用设计建模[BIM应用成果与价值分析]01.基础设施(道桥)项目BIM设计全过程解决方案02应用示例二：全专业的协同设计建立详细模型协同设计协同设计02.基于道路曲线的桥隧结构创新建模方法解决方法二次开发拓展应用设计建模基于道路中心线的桥隧结构三维设计难题•道路中心线基本都是空间曲线（平曲线+竖曲线组合）•桥隧结构边线和道路中心线变化规律不同NW匝道中心线SW匝道中心线结构边线结构边线[BIM应用成果与价值分析]02Step1：创建横断面SubassemblyComposer设置偏移目标定位原点Step3：生成桥梁实体Autodesk®Civil3D®Step4：导入Revit，完善细部构造Autodesk®Revit®[BIM应用成果与价值分析]02.基于道路曲线的桥隧结构创新建模方法02二次开发拓展应用设计建模Step2：生成道路曲线Autodesk®Civil3D®NW匝道中心线SW匝道中心线边线边线[BIM应用成果与价值分析]02.基于道路曲线的桥隧结构创新建模方法02二次开发拓展应用设计建模桥梁成果隧道成果BIM应用价值通过将C3D和Revit结合的创新建模方法，完成了基于道路空间曲线的各种复杂桥隧结构的设计工作二次开发拓展应用设计建模基础设施（道桥）族库桥梁上部结构箱梁族预应力族下部结构桥台族桥墩族附属结构支座族道路标志族禁令标志族标线族隧道框架族附属工程路灯族族库框架03.基础设施（道桥）项目族库开发与应用[BIM应用成果与价值分析]02[BIM应用成果与价值分析]03.基础设施（道桥）项目族库开发与应用02二次开发拓展应用设计建模族库示例桥梁箱梁族桥梁预应力族桥梁下部结构族桥梁支座族道路标志族道路标线族地道框架族路灯族[BIM应用成果与价值分析]03.基础设施（道桥）项目族库开发与应用02二次开发拓展应用设计建模族库应用：参数化的设计BIM应用价值提高BIM设计效率，逐步改变BIM不如传统设计速度快的现状利用BIM模型进行交通仿真分析问题1?为什么加减速车道满足规范要求，还是会出现交通拥堵？问题1?为什么加减速车道满足规范要求，还是会出现交通拥堵？问题2：多长的加减速车道长度才不会造成工程浪费？问题2：多长的加减速车道长度才不会造成工程浪费？解决：BIM建模+交通仿真分析3D仿真密度分析图速度分析图10km/h50km/h二次开发拓展应用设计建模04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析[BIM应用成果与价值分析]02[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02二次开发拓展应用设计建模整体交通仿真BIM应用价值基于BIM的交通仿真分析，解决了交通拥堵问题，避免了工程投资的浪费所用相关软件•Autodesk®Civil3D®2014道路设计、视距分析•Autodesk®Revit®2014道路实体建模•Autodesk®3dsMaxDesign®2014道路标线建模[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02二次开发拓展应用设计建模利用BIM进行视距安全分析问题1?传统方法只能逐个对“点”进行分析，不能对整条路线进行分析效率问题？问题1?传统方法只能逐个对“点”进行分析，不能对整条路线进行分析效率问题？问题2?二维设计方法无法统筹考虑道路平、纵、地形以及其它设施对视线的影响安全问题？问题2?二维设计方法无法统筹考虑道路平、纵、地形以及其它设施对视线的影响安全问题？解决：三维的BIM模型，结合视距分析工具，可以高效、准确地发现并解决问题解决：三维的BIM模型，结合视距分析工具，可以高效、准确地发现并解决问题[应用一]高架道路停车视距分析[应用一]高架道路停车视距分析[应用二]平面交叉口三角形停车视距分析[应用二]平面交叉口三角形停车视距分析[应用三]匝道入口端部三角形通视区视距分析[应用三]匝道入口端部三角形通视区视距分析EN匝道区位图左车道分析结果右车道分析结果视距分析图C3D视距分析[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02[应用一]高架道路停车视距分析EN匝道结构图二次开发拓展应用设计建模左车道分析结果右车道分析结果视距分析图[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02[应用一]高架道路停车视距分析二次开发拓展应用设计建模东北匝道区位图EN匝道区位图EN匝道结构图C3D视距分析[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02[应用二]平面交叉口三角形停车视距分析新阳路/永和路地面交叉口二次开发拓展应用设计建模平面二维分析（未考虑地形影响）安全？BIM三维分析（考虑地形影响）NO透视图透视图视距分析图视距分析图交叉口实体[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02EN匝道/WN匝道入口端部[应用三]匝道入口端部三角形通视区视距分析匝道入口端部二次开发拓展应用设计建模视距分析图EN匝道驾驶视角WN匝道驾驶视角C3D视距分析视距分析图视距分析图透视图透视图[BIM应用成果与价值分析]04.基于BIM的交通仿真和交通安全分析02视距分析图二次开发拓展应用设计建模BIM应用价值基于BIM的视距分析，不仅提高了分析效率，还解决了二维方法不能考虑地形、纵断面等带来的影响，提高了交通安全分析的可靠性Autodesk®Civil3D®2014二次开发拓展应用设计建模问题?过大的道路净空造成工程浪费，多层立交复杂的道路关系让传统设计方法在控制净空时变得十分困难问题?过大的道路净空造成工程浪费，多层立交复杂的道路关系让传统设计方法在控制净空时变得十分困难BIM来解决：基于BIM模型，使用三角网体积曲面直观显示净空分析结果，让设计人员更加容易的进行分析和优化设计BIM来解决：基于BIM模型，使用三角网体积曲面直观显示净空分析结果，让设计人员更加容易的进行分析和优化设计优化设计应用一：净空检查与优化05.基于BIM的工程优化设计[BIM应用成果与价值分析]02二次开发拓展应用设计建模[BIM应用成果与价值分析]05.基于BIM的工程优化设计02各道路交叉净空分布图净空分布占比Step1/对整个立交进行全面净空检查Step1/对整个立交进行全面净空检查优化设计应用一：净空检查与优化二次开发拓展应用设计建模[BIM应用成果与价值分析]05.基于BIM的工程优化设计02通过分析图，很容易发现南北主线终点段、WN匝道、NW匝道、ES匝道净空富余较大各道路交叉净空分布图净空分布占比WNNWES南北主线Step2/判别和选择净空富余较大的道路作为优化目标Step2/判别和选择净空富余较大的道路作为优化目标优化设计应用一：净空检查与优化二次开发拓展应用基础建模[BIM应用成果与价值分析]05.基于BIM的工程优化设计02节点调整前调整后平均净空最小净空最大净空节点调整前调整后平均净空最小净空最大净空BAWN匝道BAWN匝道Step3/调整目标道路纵断面Step3/调整目标道路纵断面优化设计应用一：净空检查与优化二次开发拓展应用设计建模[BIM应用成果与价值分析]05.基于BIM的工程优化设计02Step4/再次进行净空分析，检查优化效果Step4/再次进行净空分析，检查优化效果BIM应用价值工程优化后降低2%工程费用，约1900万人民币优化设计应用一：净空检查与优化二次开发拓展应用基础建模[BIM应用成果与价值分析]05.基于BIM的工程优化设计02问题?立交地下结构与现有地下管线冲突？在老城复杂环境下的设计挑战问题?立交地下结构与现有地下管线冲突？在老城复杂环境下的设计挑战BIM来解决：完整的地面和地下环境建模，利用碰撞检查发现和解决问题BIM来解决：完整的地面和地下环境建模，利用碰撞检查发现和解决问题现状排水管线搬迁方案碰撞检查结果立交桩基与现状管线有碰撞近70处碰撞管线（红色）搬迁方案（绿色）优化设计应用二：碰撞检查和地下管线优化设计BIM应用价值完整建立老城区复杂的地面和地下环境，减少传统设计有可能产生的设计变更二次开发拓展应用设计建模[BIM应用成果与价值分析]05.基于BIM的工程优化设计02问题?老城区施工对公众生活影响很大，如何在设计时就考虑最优的施工方案？问题