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BIM技术在市政交通改造工程设计阶段的应用

以深圳市滨海大道(总部基地段)交通综合改造工程为背景,结合BIM技术与市政道路、隧道工程特点,开展项目级BIM标准编制。针对设计阶段的不同需求,全专业采用Bentley技术方案,开展了多专业协同设计及优化、交通虚拟仿真、碰撞检查等应用,为深圳市政交通工程领域提供了一个良好的借鉴。
发布时间:2024-01-22 17:34        来源:丁建洋        作者:

0 引言

目前我国市政交通工程建设正处于大力推广BIM技术应用的热潮中,各级政府主管部门制定了相关的配套政策文件,科研院所正在加大BIM技术人才培养和应用研究,一大批优秀的企业,将BIM技术与实际工程相结合,进行落地实施,并取得了较好的应用成果。通过BIM技术应用,促进整个市政交通工程领域建设质量水平提升与利益最大化,对推动市政工程信息化、数字化转型升级起到积极推动作用。滨海大道项目是深圳市2021年BIM技术应用重点项目之一,也是深圳市首个符合深圳市政交通工程信息模型设计交付标准的EPC项目。

本文基于市政道路、隧道工程特点,以深圳市交通建设工程信息模型设计交付系列标准为基础,编制项目级BIM应用系列标准,开展市政交通工程领域设计各阶段的典型应用研究,包括大场景倾斜摄影实景建模技术、研发制定道路隧道模板库、设计方案可视化呈现技术、交通仿真模拟技术等。本文研究成果将有助于提高滨海大道项目设计质量与设计效率,极大程度减少设计过程中的“错漏碰缺”,为同类其他工程项目BIM设计应用提供参考。

1 项目概况

滨海大道位于深圳特区西南面的深圳湾畔,是深圳最南端的一条城市快速路。项目采用设计、施工总承包(EPC)模式,建设总投资约34亿元。项目西接沙河东立交,东至广深高速公路,路线全长5.95km。该项目深圳市政府高度关注,积极部署了对滨海大道项目改造,并将其纳入至深圳市BIM应用示范重点项目之一。

在项目实施过程中,面临众多现实挑战。项目紧邻海湾,工程地质条件复杂,场地条件受限,宽大基坑施工风险高,建设周期较短等,对设计、施工提出了严峻的挑战。为此,拟在项目中引入Bentley技术解决方案,开展全过程BIM三维设计。

2 项目级BIM标准

基于BIM技术在滨海大道项目中的应用指导、成果评估等方面的考虑,本项目拟在深圳地方市政交通设计交付标准基础上,结合项目实际BIM应用需求,建立项目级BIM应用系列标准,即为构件分类及编码标准、设计交付标准、设计应用指南等。

2.1 构件分类及编码标准

在深圳市市政交通工程构件分类编码规则及框架基础上,遴选适合于本项目的构件分类及编码,并对未纳入体系架构的构件进行延伸拓展,主要是针对小类代码和细类代码进行延展和增加构件内容。本项目的构件编码结构,即为表代码-大类代码.中类代码.小类代码.细类代码.拓展代码”,各级代码均由2位数字组成,表代码与大类代码之间通过“-”连接,其余代码通过“.”连接。

2.2 设计交付标准

本标准编制的目的,在于提供具有可操作性的、兼容性强的统一基准,使工程各参与方能够同一个数据体系框架下工作,形成信息交互与共享,指导和规范本工程的各参与方在BIM实施过程中的建模范围、模型命名、参数化模板库以及构件属性信息等,定义了市政交通工程各级构件的建模广度与深度,提高项目各参与方的模型实施沟通效率。

2.3 设计应用指南

编制滨海大道项目级BIM设计应用指南,明确了项目设计各阶段的BIM应用内容、应用范围及评价体系要求,为项目BIM指导优化设计提供技术支撑。

3 全方位BIM三维设计

3.1 BIM正向三维设计

本项目采用BIM三维协同设计的理念,通过对市政道路工程BIM协同设计关键技术问题的研究和探索,形成BIM三维协同设计解决方案和总体思路,建立全流程应用架构,开展BIM三维设计业务流程定制(见图1)。

 

图片1

1  BIM三维正向设计技术路线示意图

3.2 BIM设计应用

利用BIM 三维模型在设计阶段解决多专业的协同设计及优化、交通虚拟仿真、管线碰撞检查,研究BIM工程量辅助统计与BIM三维设计出图,有效提高项目设计质量,减少了设计返工,控制项目投资与设计进度。

1)多专业协同设计及优化

通过ProjectWise协同设计平台,开展多专业BIM协同设计,并将各专业模型校验审核、流程管控等进行线上处理,保证设计图纸、模型数据等版本的唯一性、准确性,减少项目各参与方沟通与协调时间,保证BIM设计成果高效、准确、无缝传递到施工阶段,为后续施工期各项BIM应用提供数据保证。

2)交通虚拟仿真

采用虚拟现实技术,根据车辆流速、道路设计时速等参数,动态模拟道路交通拥堵状况,优化道路线网设计方案,验证交通疏解方案的合理性等,避免道路交通拥堵现象。

3)管线碰撞检查

针对项目的“超级城市综合体地下空间+城际站+隧道+港湾式公交停靠站”区域的机电、结构较为密集区域,展开机电管线综合与碰撞检查。整合各专业BIM模型,包括板墙内预埋构件、预留孔洞等,核查设计过程中的错漏碰缺,处理解决管线碰撞问题,合理优化管线排布方案。

4)BIM工程量辅助统计

基于设计模型,利用BIM软件生成工程量清单,包括不同构件的混凝土体积、机电管线长度、核心设备数量,填挖土方量等,辅助进行工程量统计,减少人为失误,确保统计及时准确。

5)BIM三维设计出图

基于全信息专业BIM设计模型,可实现自动化“剖切”形成编制办法要求的图表成果。Bentley软件设计可生成各种复杂性道路、交叉口、互通式立交的BIM模型,完成BIM设计模型后,自动导出设计二维图纸,再结合人工调整修改出图样式,以生成符合国家规范及本地化要求的传统二维设计成果,达到通过出图审核的标准。

4 结语

本文结合市政交通改造工程的特点,制定项目级BIM应用系列标准,已在项目上进行全面推广应用。开展BIM正向三维设计、虚拟仿真、碰撞检查等BIM应用,将市政道路工程、隧道工程的土建、机电等专业模型集成,预先发现设计缺陷,合理优化设计,提高设计准确度和沟通效率。本项目总结了一套完善的市政交通工程BIM设计解决方案,形成了可复制、可推广的BIM技术应用成果,为深圳市政工程领域提供了一个良好的借鉴。

参考文献

[1] 王维江,郭延义,袁贵鹏.市政隧道工程中的BIM技术应用[J].建筑施工,2018,40(09):1640-1642.

[2] 孔祥平.BIM技术在大型越江隧道工程中的应用实践[J].中国市政工程,2017,01:11-13.

[3] 潘国瑞,赵亮.BIM正向设计在市政项目中的应用[J].工程建设与设计,2021,10:138-141.

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