基于BIM技术的特大沉井设计施工一体化研究

发布时间：2020-06-21 12:20

【摘要】：进入二十一世纪以来,我国桥梁建设呈现井喷式的发展,一大批特大桥梁正在规划、建设中。沉井基础作为特大桥常用的基础形式,具有制造精度要求高、施工困难、结构复杂、空间位置难以用二维图纸表达、零件数量繁多等特点。使用传统的设计、施工及管理方法,很难满足日益增长的建设理念和期望值。为了解决上述问题,BIM理念应运而生。目前,BIM技术在桥梁工程中的应用处于起步阶段,对于BIM技术的应用仍然局限于三维模型的简单应用,且多桎梏于项目的某个阶段。因此,有必要对BIM技术在桥梁工程设计、施工中的一体化应用进行研究。本文以依托项目瓯江北口大桥中塔沉井作为论述对象,系统地研究了BIM技术在特大沉井设计和施工中的应用。本文在既有BIM理论的基础上,探索BIM+高新技术的应用,研究适用于特大桥梁工程的BIM模型标准。利用EKL编程语言、参考、节点和模板,总结出一套适用于特大沉井的高效的参数化建模方法。通过BIM技术实现沉井的协同和可视化三维设计。在Catia内部进行公式编辑,实现自动公式计算并输出Excel计算书功能,同时利用BIM模型作为参考和输入条件,实现在有限元软件中的沉井成桥状态分析。通过对设计阶段沉井BIM模型深化,实现BIM技术在沉井施工阶段的应用。实现钢结构深化、板材自动套料、钢筋自动化加工等技术。建立相关临建BIM模型,用于施工模拟,并实现与有限元模型的转化。最后,将模型导入瓯江北口大桥BIM协同管理平台,实现对特大沉井的全过程精细化管理。结果表明,相比于传统设计、施工和管理方法,基于BIM技术的思想可以有效的将沉井整个生命周期串联起来,解决了传统设计与施工信息传递低效的问题,并达到人本化、专业化、标准化、信息化和精细化的品质要求。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.557
【图文】：

效果图,瓯江,效果图

图 1.1 瓯江北口大桥效果图瓯江北口大桥 A 型框架混凝土中塔为国内首次采用。中塔纵向为 A 型，横向为门型，共四根塔柱。考虑到上部结构形式、地质特性、抗震性和防撞性等因素，中塔基础采用圆角矩形沉井基础。中塔沉井由上层长×宽×高=71m×55m×9m 的混凝土段和下层长×宽×高=66m×55m×59m 的钢壳段构成，属于特大沉井，其具有制造精度要求高、施工困难、结构复杂、空间位置难以用二维图纸表达、零件数量繁多等特点。因此，本文以该沉井为依托，论述 BIM 技术在特大桥梁工程中的应用。1.1.3 研究目的BIM 在桥梁建设中的应用处于起步阶段，当前对于 BIM 的应用绝大多数局限于三维模型的简单应用，如检查碰撞、施工图检查、工程自动算量，也有一些项目着手 4D-BIM施工方案模拟（三维+时间）和 5D-BIM 进度+成本管控。此外，国内应用于桥梁工程的信息管理，仅是提出一些解决方案或管理工具，未给工程项目带来根本性的改变，并且

集成应用,技术应用,结合团,单机应用

图 1.2 BIM 应用发展新趋势随着对 BIM 理念理解的深入，在大数据、云计算等新互联网时代的大环境下 BIM 技术的应用实践中可以发现，单纯的 BIM 技术应用渐少，应用者更多的将 B术与其他专业技术、通用信息化技术、管理系统等集成应用，以发挥 BIM 更大的价值，因此，BIM 应用呈现出 BIM+ 的特点。 BIM+ 应用特点包括五个方面：一阶段应用，即从聚焦设计阶段应用向施工阶段深化应用延伸；二是集成化应用，即业务应用向多业务集成应用转变；三是多角度应用，从单纯技术应用向与项目管理应用转化；四是协同化应用，即从单机应用向基于网络的多方协同应用转变；五是化应用，即从标志性项目应用向一般项目应用延伸。.3 主要研究内容和拟解决的关键技术.3.1 主要研究内容通过查阅相关文献，了解 BIM 在公路交通行业的发展及应用，结合团队和个人

【参考文献】