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BIM技术案例分享:深圳梅观高速公上的BIM设计应

发布人: 亿万先生先 来源: 亿万先生先官网 发布时间: 2021-02-22 13:27

  【摘要】近年来,BIM技术备受大众青睐,运用BIM技术可以支援并改善许多建筑设计和施工过程业务实务流程,解决施工过程中更高复杂度的问题,对业主、设计单位、施工方都有不可替代的好处。环球网校为大家带来“BIM技术案例分享:深圳梅观高速公上的BIM设计应用”。

  深圳梅观高速公清湖南段市政道工程位于深圳市中部综合组团,为高速公市政化项目,线km,共设置互通式立交8处,桥梁37座,景观天桥11座,两侧辅道设综合管廊总长约17.6km,总投资约95.9亿元。项目采用城市快速标准,双向8车道主,设计速度80km/h;双向6车道辅,设计速度40km/h;标准断面总宽为90m。本次设计内容主要分为两部分,一是原高速公扩建为城市快速主,二是两侧新建城市快速的辅道。

  项目地处城市成熟区域,面临景观要求高、拆迁困难、沿线用地受限、网密度大,且交通繁忙、建设周期短、协调难度大、施工交通组织复杂等突出问题。如何在项目实施过程中减少社会影响,提高工程质量和效率,成为深圳市交委关注的焦点。BIM技术以其可视性、协调性、模拟性、优化性等特点,为本项目复杂难题的解决提供了良好的帮助。

  本项目采用无人机倾斜摄影测量技术,进行全线实景数据的获取,并在沿线个高精度相控点,提高实景模型的精度,最终应用Context Capture软件构建项目区域高精度实景模型28G(相当于1:1000地形图的精度)。

  对于大型综合市政工程设计而言,除了地形、地貌、城市以外,地质条件也是关乎设计质量的重要影响因素,对基、护坡道、桥墩基础的设计都有较大影响。本项目通过基于MicroStation平台研发地质建模工具集,基于勘探的原始钻孔数据、地质剖面图、地质平面图、地形图等数据,快速构建项目区域三维地质模型。

  市政项目建设非常复杂,尤其是地下,常常受错综复杂的地下管线等设施的制约,而这类项目常常需要向地下要空间。针对这一问题,项目组以Subsuce Utilities研发工具集,根据物探资料,精确完整构建地下管线的BIM模型,准确清晰定位管线,为项目的管线迁移、管廊方案布设与优化提供强有力的支撑。

  最后,将实景模型、三维地质模型、地下管线现状模型集成,形成精确的项目基础模型,作为BIM设计的关键基础。

  项目线受两侧用地,网密度大且交通繁忙,双向8车道主为原高速公扩建的城市快速,双向6车道辅为新建城市快速的辅道。为了满足项目需求和我国公市政道设计规范,项目组以Open Roads Designer道设计软件为基础,建立参数化标准横断面模板库,并通过自主研发道设计工具,快速完成全线复杂段平、纵、横断面及三维道(包含基、面、护坡道、护栏等)BIM模型设计和构建,并自动计算道土石方数量。

  项目全线座,大部分位于互通式立交区域,结构形式多样,上部涵盖钢箱梁、钢混凝土组合梁、预应力混凝土变截面箱梁等复杂结构,下部有花瓶墩、门架墩、墙式墩等复杂异型结构。针对本项目的桥型特点及设计要求,项目组基于Open Roads Designer的参数化设计技术,建立桥墩、桥台、钢箱梁等构件库,并自主研发桥梁设计与参数化建模工具集,实现桥梁墩高和桩长的自动计算,桥墩、桥台和钢箱梁等的智能布设,有效解决项目中特殊异型结构桥梁的快速设计与模型构建。

  项目所在区域地下复杂,沿线通讯、燃气、热力、次高压、给排水等管线密布,综合管廊设计成为项目设计的一点。精确合理的综合管廊设计,成为工程成败的一个关键点。项目组基于Open Roads Designer的参数化设计技术,建立管廊截面、节点构件库,并自主研发综合管廊设计工具集,实现管廊的自动布设和建模,为工程实施过程中的管线迁改、管廊布设、管线入廊等问题扫清障碍。

  项目所在区域是深圳市中轴线景观带的重要组成部分,定位天桥为“一桥一景,争创国际一流”。项目组创新工作方式,按照高标准的要求,完成天桥BIM模型的构建,并将天桥与线方案、实景模型充分融合,实现基于实景,多角度、全方位方案展示。

  以往景观设计都是以效果图的方式展示最漂亮的时段,然而一年四季景观不同。为了向业主展示多季节、更真实的景观设计,项目组基于Open Roads Designer和LumenRT软件,快速实现景观绿化植物的布设和展示,将项目区域景观方案根据四季变化全面呈现和论证,为方案的全面优化论证提供了新的方法和技术。

  项目地处发达地区,土地资源稀缺,走廊内用地受限,线立交的优化难度极大。针对这一问题,创新采用BIM道设计,实现了线立交方案的快速设计,并结合拆迁、技术经济指标实现多方案的快速优化比选,大幅提高设计的品质和水平,得到了业主和相关专家的高度好评。

  本项目为市政工程,业主对于景观要求非常高,在桥梁方面,要求采用复杂的景观造型。项目针对桥梁设计中的问题,创新采用桥梁BIM设计,实现复杂异型结构(花瓶墩、钢箱梁、钢混组合梁等)的构建。并结合景观要求、地质条件,在方案初期实现桥梁结构方案比选和优化,大幅提高了桥梁设计质量。

  本项目用地空间非常有限,地下管线密布,桥梁密集,周边水库、大型企业、工厂、物流园区等既有建筑不受道扩建影响,致使综合管线的线位设计造成了巨大的困难。在综合管廊的设计上,利用BIM技术的可视化、碰撞检测、协调性,对综合管廊的线位布设进行优化调整,在施工前解决问题,减少了设计变更,避免了不必要的窝工返工。

  项目区域地下管网密布,对项目设计方案和实施影响非常大,尤其是管廊布设和管线迁改的难度极大。项目组利用BIM技术可视化的优势,在地下密布的构造物基础和管网中,通过道、桥梁、综合管廊各专业间协同设计,比选出最优的管廊方案和管线.改建项目方案创新展示

  实景技术对既有高速公现状有清楚的表达和描述,而BIM设计技术又能够充分展示和呈现后项目区域的情况。本项目应用实景技术和BIM技术,创新交流方式,将既有现状与后项目情况通过技术手段,实时对比呈现,充分和清楚地表达项目建成对周边的影响。

  本项目地处发展成熟区域,改建方案相较原高速公断面拓宽了50多米。沿线受民治水库、既有互通立交、平南铁、华为公司、富士康公司等影响,拆迁难度和费用极大,拆迁方案的优劣直接关系项目的实施难度和工程造价。项目组通过BIM技术的可视化优势,结合周边用地情况,反复论证优化征拆方案,最大限度地将拆迁量降到最低,全线平方米。同时在征拆方案的交流和协调过程中,BIM提供了良好的沟通平台,使得主管领导和能够快速理解方案,对于拆迁给予了很大的支持。

  项目是深圳市乃至珠三角快速网中一条重要的南北向快速干道,交通繁忙,期间交通组织难度大,且需要在不中断交通的条件下实施扩建。针对这一难题,项目组通过BIM技术开展了施工期间交通疏解的方案论证,模拟分析施工期间各阶段各区间存在的疏解难题和解决途径,最终提出最优的交通疏解方案,得到了业主、等相关部门的理解和支持,有效地推动了项目的顺利开展。

  本项目作为深圳市重点工程,设计要求极高,通过BIM技术在设计阶段的应用和创新,解决了各专业方案论证优化、施工期交通疏解、施工组织、景观优化提升等难题,探索形成了一套行之有效的市政工程BIM技术综合解决方案,并建立了一支既懂专业,又熟练应用BIM设计的专业技术队伍。这些和经验将为后续项目提供可推广、可借鉴、可复制的解决方法和流程,为发达地区改扩建项目起到推动和示范引领作用。

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