杭州绕城西复线扩容段湖州段项目BIM技术应用汇报

    一、应用背景

    近年来BIM技术在交通行业的应用得到了越来越多的重视，交通运输部于18年1月提出在公路水运工程中大力推进BIM技术的应用，提升公路水运工程建设品质，落实全生命周期管理理念，设计作为全生命周期中重要的一环，深入应用BIM技术势在必行。由于二维设计在处理空间问题和复杂问题时存在欠缺，围绕这些问题，本次我们依托《杭州绕城西复线扩容段湖州段项目》利用BIM技术的空间运算分析能力和时空展示能力寻求解决问题的方法，体现BIM技术在设计阶段应用的价值，并在解决问题中不断完善BIM技术，逐步实现BIM正向设计。

    二、项目说明

    本项目为国家高速公路网G25高速的一部分，位于浙江省湖州市境内，全长约26公里，设置隧道2座，互通立交5处，桥梁39座，其中特大桥一座，钢桁梁桥一座，全线桥隧比占约37%。

    三、应用创新

    该项目中桥梁、隧道、路基边坡全面应用了BIM技术，并对隧道洞口设计、软基处理三维设计、边坡路基设计和桥梁快速建模四个方面进行了应用创新。

    隧道洞口设计：隧道洞口设计中，二维设计的方式难于结合实际地形进行详细的边仰坡过渡设计，无法准确地指导施工，对此，在Civil3D中自定义过渡放坡规则进行隧道洞口设计，过程如下，根据道路模型确定洞门放坡位置，进行仰坡、边坡的初步放坡，自定义边仰坡过渡规则用组件进行边仰坡过渡放坡设计，完成洞口挖方边坡设计，按洞门放坡位置，进行洞顶回填初步放坡，再进行洞身两侧回填放坡，完成放坡曲面绘制，提取工程量信息和放坡关键点坐标，完成设计。设计过程充分利用了BIM的空间运算和展示能力，实现了二维设计无法描述的空间边坡细节，为工程施工提供了准确的放样坐标和工程量信息。

    软基处理三维设计：软基处理设计中，二维设计难以构建三维地质模型和展现空间设计细节，针对这些问题，应用Civil3D三维曲面进行软基处理设计。过程如下，根据地质资料，整理出软基处理区域的坐标数据，将坐标数据导入Civil3D，生成各层地质曲面及地表曲面，构建三维地质模型，对于换填设计，通过曲面间的体积差值确定换填方量，对于管桩设计，通过曲面间的高程差，精确计算各点位桩长，为桩位布设优化提供参考，软基处理的BIM设计实现了三维地质建模和三维软基处理设计，可准确提取工程量数据和各点处设计指标，为高效经济的工程施工过程提供了数据支撑。

    边坡路基设计：边坡路基设计中，边坡坡率过渡段设计空间指标分析难以通过二维方式实现，为此，采用civil3D进行边坡路基设计和分析，过程如下：自定义路基边坡模板和边坡过渡规则，进行路线平纵设计，生成道路曲面，进行三方面应用，设计边坡变坡率过渡段，用自定义模板完成过渡段边坡设计，按各级边坡的三维面积，确定边坡防护的工程量，用流域形式，检查路面汇水点排水问题，边坡路基的设计充分利用了BIM的空间运算和分析能力，实现了三维边坡坡率过渡的三维详细设计，边坡防护工程量的精确统计，排水设计的快捷检查，大幅提高了设计的效率和质量。

    两种桥梁快速建模方法：为提高桥梁设计建模的效率，尝试两种方式提高桥梁设计建模的效率

    （一）结合Dynamo+Revit实现桥梁参数化快速建模，采用Civil3D创建路线数据，利用Dynamo编程读取路线数据，并载入相关构件族，生成主梁实体的，利用Revit进行桥梁下部结构建模，通过Dynamo编程对上下部结构进行拼装，完成桥梁建模。

    （二）lnventor+lnfraworks+Revit的结合应用，通过lnventor对infraworks构件模板库进行创建或调整，在infraworks中完成桥梁的组装设计，在导入Revit进行深化设计，实现对桥梁模型的快速建模，其他应用，可视化交底，针对桥梁复杂节点，运用Revit+Navisworks进行碰撞检查和施工图可视化交底，直观解决设计难点，钢桁梁装配过程模拟，通过Navisworks进行钢桁梁装配过程模拟，为施工过程和工序设计提供参考，隧道结构细节的快速建模，采用Dybamo+Revit实现参数化自动生成隧道模型，大幅提高隧道建模效率与质量。

    四、应用心得

    本项目结合现存的设计问题，对该项目的路基、边坡、软基、钢桥、混凝土桥、隧道进行了BIM应用研究，采用深入挖掘BIM软件技术潜力得到软件组合运用的方法，充分利用BIM技术的空间运算能力，空间分析能力和时空展示能力，解决传统设计难以实施的隧道洞口设计、软基三维设计、边坡坡率过渡设计，边坡工程量准确统计和路面排水检验等问题，达到提高设计质量和效率的目的，发挥了BIM技术的优势，通过该项目应用和探索，明确了公路工程中BIM技术的优势和局限，为今后我们BIM技术的进一步应用和发展提供了基础和方向。

    素材来源：中交一公司

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