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BIM理念在市政工程设计中的应用探讨

日期: 2017-01-09
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    摘 要:随着市政建设项目日趋复杂化,对市政设计能力需进一步提高。该文阐述了BIM的理念,介绍了在市政工程设计中BIM应用的情况,并介绍了BIM应用的软件。BIM在市政设计中的应用是行业的发展趋势,是设计方法和手段的创新,更是思维与模式的创新。最后分析了BIM在市政设计中存在的问题。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7420290.htm
  关键词:市政设计  BIM  信息化 
 
  目前,市政建设项目日趋复杂化、大型化,信息化的传递与交流越来越频繁,在建设项目生命周期中,合作者之间在交流沟通、信息交换、优化设计等,在整个设计过程中存在复杂性及反复性。传统的设计交流中,需要耗费大量的时间、人力资源、费用,并且效率低下,整个过程条理不清、混乱,容易出现遗忘、漏失,施工困难,甚至往往造成返工。 
  应用计算机技术,通过建筑工程数字信息建立模式下,其以三维数字信息为基础,通过CAD技术来实现称之为建筑信息模型(Building Information Model,BIM)。其核心为虚拟建筑工程三维模型,通过数字信息化建设模型,形成简单、便捷、完整,且以实际工程信息相匹配的信息库,其大大提高了设计人员的设计质量及效率,同时支持工程设计数据的重复利用。BIM主要以高度集中信息为主,整个建设过程中都存在,为建设工程信息提供信息资源交换与共享平台,信息化数据的统一、完整解决了工程分散式、异构式等问题,回避了信息的不对称性,更好地为工程的分析与预估提供更好的依据。 
  1 BIM在市政工程设计中的应用现状 
  目前,在国内BIM的应用尚处于起步和初级阶段,在市政工程设计中BIM技术的应用较少,目前BIM主要应用于建筑领域,现在正逐步扩充到几乎所有领域:工程施工、机械制造、建筑设计等。在市政设计中主要应用污水厂设计、建筑给排水,市政管线应用相对较少。BIM技术也逐渐被市政工程广泛接受与使用。 
  (1)隧道工程。 
  在传统的设计上城市隧道工程采用平纵横方法来表现结构的横向、竖向和水平的位置关系,当结构断面发生剧烈变化时,一张横断面图难以将节点的关系表达清楚,并且平面图、立面图、横断面的关系没有相对应,断面的数据发生变化时,其相应的断面也不会随之改变。然而,采用BIM技术对上述情况进行设计,则可解决以上相关问题。通过BIM技术对道路进行装配并模拟道路横断面,实现断面参数优化设计[1]。一方面,根据道路的宽度自动调整相应的断面;另一方面,随方案的变化及时准确地统计结构工程量。同时还能模拟运营阶段的工况,如行车、碰撞和管道暴雨分析等,从而避免了不必要的工程变更。 
  (2)污水厂工程。 
  一般民用建筑物其结构相对污水厂单体构筑相对简单,无论是对污水厂改造、扩建还是新建工程。从项目的设计到施工过程,各参建的单位间的沟通往往要有效合理,大部分问题往往是专业间的细部沟通及衔接,然而细部沟通的问问往往需要专业的技术人员到现场进行指导,为此会增加成本,同时浪费时间,影响进度。单通过BIM技术的应用,上述问题变得简单、一目了然,同时通过模拟可对存在的一些问题进行排查,使后续工作更加简洁。 
  2 BIM在市政工程设计中的相关软件 
  BIM技术的实现离不开BIM软件,BIM的实现需要十几以至几十个软件共同完成,而不是某个软件或某类软件就可以实现的。“BIM Authoring Software”是BIM建模软件的核心和BIM的基础。BIM建模的常用软件如表1所示,Revi和Archi-CAD是市政工程设计长应用的软件。 
  BIM应用的参与方有:设计方、施工方及业主方,各方有自己的动力及收益。其中技术力量最强为设计方,最先可能通过复制CAD的技术革新。BIM技术在市政设计领域中的应用必将成为必然所趋,BIM技术在市政工程设计中具有以下优势:(1)增强可视化效果;(2)缩短项目全工作周期;(3)加强资料信息管理;(4)减少综合管线碰撞几率;(5)提高工作效率;(6)避免设计过程中各中间版本产生的混淆;(7)减少设计变更修改。 
  3 BIM技术应用中的问题 
  市政设计的通向理想的途径为BIM技术,但BIM最终转变为理想的市政设计的环境还有一定距离。BIM正式走向市政工程设计,是设计思维及设计理念的创新及升级。市政工程设计从传统的2D到3D的转换,需要一段艰苦的摸索及适应,BIM技术并不是前沿的技术在将来将成为普通的技术。同时,目前BIM还存在以下问题。 
  (1)设计方应用BIM技术存在困难。设计阶段是最直接的接触BIM的环节,BIM技术最先在设计方应用,但设计方应用的并不多,大多还处在徘徊状态。 
  (2)业主对BIM技术缺乏认识。业主是推动建筑业进步的主要动力,也是BIM技术的应用收益最大的一方。而由于BIM在我国还未得到广泛应用,加上技术缺陷等问题,很多业主对BIM技术缺乏认识,影响到BIM技术的应用推广。 
  (3)软件开发方面的不足。 
  (4)我国对BIM技术的政策不够充分。政策导向是技术进步的重要手段,我国政策对BIM技术已给予了大力支持,但与国外相比,仍显得比较粗放,政府的支持与协调作用不够充分,另外,对BIM技术应用的强制力不足,相关政策虽然对BIM技术给予了大力推广,但没有专门制定实施战略。 
  (5)BIM技术支持和科研院校基础理论研究不足。 
  ①中国建设标准构件的缺少:市政工程常用的管件类型、管道、机械设备库;②市政工程领域与建筑工程的软件应用有较大的差异性:图元属性要求不同、设计流程不同、专业分工不同;③精确绘制管件、管道与管件直接连接的问题:在项目初设、施工图阶段,软件管道模型的精确度达不到要求,管件之间管道长度很难精确绘制。软件中管件和管件直接相连比较困难,设备、管件、阀门之间直接相连不太方便。④软件的计算问题与管路系统类型:在构筑物内管道通道未必直接连接成封闭系统,引出在系统计算管路时不易使用。复杂的水力计算时,无重力管道系统,计算无法自动进行。⑤BIM模型的反复利用问题:在项目中建成的单体构筑物二次利用难度较高,不能在项目中设置变量,现有的模型复制和移动时经常出现管路连接断开、不能随意移动等问题。 
  4 结语 
  BIM是未来,是趋势,但是目前还有很多不足,其广泛在是市政工程设计中的推广、实现还需要长时期的坚持,其是一个缓慢而漫长的过程。 
  参考文献 
  [1] 乔建军,完全掌握CATIA V5-6 R2013超级手册[M].北京:机械工业出版社,2014. 
  [2] 张新兰,李颜强,李文江.积极推进BIM设计技术在市政工程中的应用[J].中国给水排水,2013,29(8):63-67.

       原文地址:http://www.xzbu.com/1/view-7420290.htm


师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
交通运输部关于印发《公路养护工程管理办法》的通知各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团交通运输厅(局、委):   为进一步加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量和效益,部对《公路养护工程管理办法》(交公路发〔2001〕327号)进行了修订,现印发给你们,请认真遵照执行。交通运输部 2018年3月2日  (此件公开发布)公路养护工程管理办法第一章 总 则  第一条 为加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量与效益,根据《中华人民共和国公路法》《公路安全保护条例》《收费公路管理条例》等法律、行政法规,制定本办法。   第二条 本办法所规定的公路养护工程是指在一段时间内集中实施并按照项目进行管理的公路养护作业,不包括日常养护和公路改扩建工作。   第三条 本办法适用于国道、省道的养护工程管理工作。县道、乡道、村道和专用公路的养护工程管理可参照执行。   第四条 养护工程应当遵循决策科学、管理规范、技术先进、优质高效、绿色安全的原则。   第五条 养护工程管理工作实行统一领导、分级负责。   交通运输部负责全国养护工程管理工作的指导和监督。   地方各级交通运输主管部门或公路管理机构,依据省级人民政府确定的对国道和省道的管理职责,主管本行政区域内的养护工程管理工作。   第六条 公路经营管理单位和从事公路养护作业的单位应当根据交通运输主管部门或公路管理机构提出的养护管理目标,按照标准规范、有关规定及本办法要求组织实施养护工程,并接受其指导和监督。   第七条 各级交通运输主管部门、公路管理机构和公路经营管理单位应当筹措必要的资金用于养护工程,确保公路保持良好技术状况。   非收费公路养护工程资金以财政保障为主,主要通过各级财政资金解决。收费公路养护工程资金主要从车辆通行费中解决。   第八条 养护工程资金使用范围包括公路技术状况检测与评定、养护决策咨询、养护...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6894584.htm  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施   1、桥面铺装的破坏形式   沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有:①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。   设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。   2、桥面铺装层病害分析   2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。...
发布时间: 2017 - 04 - 27
摘 要:目前,随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,桥梁使用年限的增长,以及交通荷载的增加,桥梁检测已成为重中之中,该技术是一个多学科交叉的系统工作,需要各个环节协调配合才能达到一个有效的效果,本文主要介绍了几种无损检测技术的概念、原理和特点,并通过实例进行无损检测的应用说明,为工程人员提供参考信息。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198511.htm  关键词:检测;桥梁;工程    传统的方法是对公路桥梁随机选点,钻孔取样,在室内对所取样本进行分析和处理,从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面:  a)因被测点是操作人员随机选择的,所以检测结果很难具有代表性;  b)由于检测点有限,覆盖面密度较小,使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检,从而埋下质量隐患;  c)虽然钻孔取样精度高,但其会对路面造成破坏,且修补时费时费力。  无损检测技术作为快速、直观,且能够显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,能够弥补传统方法的不足,它在开展道桥无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义,也必将带来道桥改造方案的优化和公路桥梁管养水平的提高。  桥梁的无损检测技术(NDT)有较大的发展空间,包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT,可以提高新建结构质量的安全性;可以提供结构损伤的标志,例如,污染程度,钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度;可以记录支座处的声发射,反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。  在一些情况下,与侵入检测相比,无损测试更快捷,缩短了测试期间的交通管制时间,从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞,雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】交通情况的复杂让交通事故频发,其中超高车辆与桥梁上部结构的碰撞更是频繁发生,不仅对桥梁结构安全性产生较大威胁,同时对交通运行也有一定影响。目前我国关于对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算的研究不仅存在数量上的不足,在研究深度上也存在一定不足,为此,本文将研究的重点放在超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算方面,了解超高车辆在撞击到桥梁上部结构的破坏模式与荷载,从而对后期的防护有一定指导意义。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7030491.htm  【关键词】超高车辆-桥梁上部结构碰撞;破坏模式;荷载计算   引言   近几年,我国城市立体交通的发展越来越迅速,导致超高车辆碰撞桥梁上部结构的事故也越来越多。2008年在我国成渝高速公路,一辆超高货车强行通过一座正在建的跨线公路桥时将桥梁的主轴直接撞歪,直接导致前两个月的施工作废,金额损伤近百万元,其中还未包括对社会的影响。不仅是在我国,在发达国家这种超高车辆撞击桥梁上部结构的事件也频频发生。可以看出,导致桥梁损坏的主要原因就是受到超高车辆的撞击。对其破坏模式与荷载计算进行分析,从而对优化桥梁上部结构具有一定重要意义。   1.超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式   (1)破坏类型:通过对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的事故调查与有限元仿真分析发现,其出现的破坏模式可以分为两种,一种是局部性破坏,另一种则是整体性破坏。局部性破坏是桥梁上部结构受到局部冲剪作用引起的损坏[1]。如果是钢筋混凝土T梁桥,这种局部破坏的程度将会更加明显,整个碰撞区域不仅会出现开裂、崩落,钢筋屈服,甚至整个腹板―面板交界处的混凝土出现纵向开裂。如果是T型钢梁桥,局部破坏也会十分明显,会产生严重的塑性变形。如果是钢箱梁桥,破坏形式表现为钢材屈服。...
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