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设计施工阶段BIM技术虚拟施工应用研究

日期: 2017-03-14
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  【摘 要】传统设计施工计划按图施工,按横道图进行计划安排,无法预见实际施工过程中的问题,导致资源、资金的浪费。BIM技术在设计施工阶段的应用能大大改善了传统施工技术。本文以成都JRC项目为例,介绍基于BIM技术的地下层内支撑施工模拟,总结归纳出其优点,并对其应用前景进行展望。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/2/view-4670406.htm
  【关键字】传统施工计划;BIM;虚拟施工;设计施工阶段 
  前言 
  建筑业作为第二产业,在我国产业结构中具有重要地位。在城镇化进程中,第二产业所占比例必然增大,而传统施工是严格按照“照图施工”的原则进行。通过横道图、直方图进行工期的调整、资源的优化,不能直观清晰地表达施工进度与各目标的相关性,更不能动态地进行资源分配和施工场地布置[1]。同时,在现阶段的建筑施工中,通常在施工甚至后续阶段才发现设计阶段的错误,造成资源的浪费。因此,优化施工方案和加强建筑活动各参与方的协同和交流变得至关重要。而BIM技术的出现,能很好地解决这个问题。 
  1.BIM技术介绍 
  1.1 BIM概念 
  BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型是当前建筑业信息化过程的驱动者。其思想起源于20世纪70年代.在BIM handbook中,将其技术作为建筑领域最先进的技术之一[2]。BIM是以三维数字技术为基础,对建筑物理和功能特征的数字式表达,并集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型[3]。 
  图1:BIM集成化过程 
  1.2 BIM在设计施工阶段的应用 
  BIM技术在全寿命周期中,主要应用分为四个阶段:设计阶段——投资/采购阶段——建造阶段——运营阶段。根据工作流程,设计施工阶段可以划分:第一,以建筑师为主,结构、给排水、电气、暖通工程师与之协调配合,进行建筑的空间造型和外观设计;第二,各专业协同合作,进行方案细化,完成明确的技术方案;第三,在第二阶段的基础上进行详细设计,完善设计施工方案;第四,在前三个阶段基础上进行虚拟施工,进一步深入优化施工方案,并用于实际施工过程。 
  图2 设计施工阶段工作流程 
  首先,BIM技术的发展为设计工作带来了巨大的变化:一、传统的CAD二维设计将完全转化成以信息为载体的三维设计平台。在CAD等二维设计中,平、立、剖三面是需要单独绘制,图纸出现错误和三种图纸对应不上是不可避免的。在BIM软件中绘制时,会自动生成剖面图纸,避免了此问题;二、在BIM设计中,强调协同设计,将项目全寿命周期考虑其中。传统设计单一地考虑建筑的外形结构布局,凭借着工程师的大脑空间思维进行图纸的绘制。而BIM的出现,使得各方建筑师协同合作。在设计阶段,除了传统工作,还能进行设计方案论证、设计建模、能量分析、结构分析、设备分析、日照分析、LEED评价等。其包含的信息为工程项目后期的运营管理工作提供了基础,从而使信息得到顺利传递,减少了交互过程中信息的丢失。 
  其次,BIM技术较传统施工在施工阶段可以用于以下几点[4],[5]: 
  (1)建筑可视化展示;设计师根据2D施工图纸,利用BIM软件构建3D建筑模型,业主和施工方均可直观地审查设计方案,检查可操作性,发现设计中存在的问题并及时解决。 
  (2)碰撞检测和虚拟施工;将创建的BIM模型通过IFC或者.rvt文件导入专业的碰撞检测虚拟施工软件中进行分析,并对整个项目施工过程进行分析模拟。4D(加上时间维度)甚至5D(时间加成本维度)的虚拟施工,能有效地协调各方工作,减少建筑安全问题,同时减少工程的返工,节约资源。 
  (3)三维动画展示;运用3D Max等软件对已建好的BIM模型进行色彩渲染,可提高模型渲染的精度,给业主更为直观的宣传介绍。 
  2.案例介绍 
  2.1 项目背景 
  JRC项目工程位于成都市高新区,由两栋塔楼和大底盘地下室组成无裙房;总建筑面积为167895.00m2,其中地下建筑面积为26791m2 ,地上建筑面积为141104m2。本工程地下共3层,负三层层高4m,负二层层高4m,负一层层高5.5m。地下室负三层结构底标高为-15.050m,负二层结构底标高-11.050m,负一层结构底标高-7.050m。基坑支护采用排桩+预应力锚索、放坡+排桩+预应力锚索、排桩+混凝土内支撑等支护形式。根据基坑支护设计与地下室施工图,本工程基坑支护需拆除基坑支护结构的第二道-9m水平支撑、第一道-4m水平支撑。 
  2.2 基坑内支撑拆除过程模拟 
  2.2.1 内支撑拆除模拟操作过程 
  根据业主提供的图纸,建筑、结构专业人员用Revit系列软件建立BIM三维模型,根据场地实际情况,提出了先两边后中间的拆除顺序;同时通过软件的模拟,确定了-9.000m和-4.000m水平支撑梁的拆除过程: 
  1)-9.000m水平支撑梁拆除模拟 
  在施工模拟中,运用BIM软件并结合现场实际施工情况方便吊运,对于-9.000m每一根水平支撑分三段拆除。第一段拆除:内支撑下垫木板和多层麻袋→葫芦丝吊住第二、三段梁→空压机打凿支撑表面混凝土→吊车吊住被拆梁段→切割凿出的上表面主筋→进行支撑混凝土破碎→切割底皮钢筋→第一段梁吊出基坑。第二、三段拆除:内支撑下垫木板和多层麻袋→塔吊吊住被拆梁段→空压机打凿支撑表面混凝土→切割凿出的上表面主筋→进行支撑混凝土破碎→切割底皮钢筋→梁段吊出基坑。 
  2)-4.000m水平支撑梁拆除模拟 
  由于负一层底标高-7.050m第一道水平支撑顶标高-4.000m,存在2.2m左右的架空层。故架空层需采用搭设脚手架操作平台的方式拆除内支撑。 
  搭设脚手架平台:在准备凿除的支撑下采用φ48×3.5钢管搭设操作平台,搭设高度根据架空层的实际高度(底板到支撑混凝土梁底)。钢管脚手架立杆纵、横间距0.9m在离地200mm设置一道扫地杆,水平杆步距不大于1100mm,上排水平管设置钢管搁栅,搁栅间距300mm且上铺设旧木板和麻袋,支撑梁底加临时顶撑,顶撑钢管应顶住混凝土支撑梁底。 
  拆除顺序:搭设支撑拆除操作平台→空压机打凿支撑表面混凝土→吊车吊住被拆梁段→切割凿出的上表面主筋→进行支撑混凝土破碎→切割底皮钢筋→梁段吊出基坑。 
  2.2.2 -9.000m支撑拆除模拟展示图 
  根据上文的拆除顺序,又由于第一段内支撑的影响,第二段内支撑必须要分段吊出,-9.000m拆除模拟过程如图3所示。 
  图3:内支撑拆除模拟过程 
  3.结论 
  本文例举了BIM技术在JRC项目基坑内支撑拆除的应用,验证了虚拟施工能为工程缩短工期、节省资源、优化资源配置、合理利用场地等,能为业主和施工方带来经济效益。从本工程中,运用BIM软件模拟施工,还解决了以下问题:前后工作的搭接问题;部分梁拆除后梁的自重对腰梁和钢立柱产生的弯矩影响;现场汽车吊、废混凝土临时堆放场地等流线安排问题等。 
  目前BIM技术在设计施工领域应用最为广泛,但仍然不够成熟,多局限于管线检测和虚拟施工领域。因此,BIM技术的不断发展,需要建筑业各方积极的努力和支持。需要不断完善BIM规范标准和法律制度,使BIM技术能够实现真正意义上的全方位过程管理。 
  参考文献: 
  [1]张建平.基于BIM和4D技术的建筑施工优化及动态管理[J].中国建筑信息.2010. 01:18-23 
  [2]Chuck Eastman. BIM Handbook.2007
  [3]柳娟花.基于BIM的虚拟施工技术应用研究[J].电脑知识与技术.2011.10 
  [4]张建平,李丁,林佳瑞,颜钢文.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术.2012.08(41) 
  [5]张培亮.BIM对施工企业的应用价值[J].建筑时报.2012.01(003)

    原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-4670406.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。...
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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...
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