【BIMer】第二十一期 BIM技术贯穿地下智慧工程

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梅观高速清湖南段市政道路工程改造设计项目(以下简称梅观bim建模化项目),bim软件全长约8.49km,包含8个互通立交。本项目管道支墩长度约17.545km,涉及管道支架、雨水、污水、电力、通信、照明、燃气等给水排水(布设综合管廊)。地下管线密布,管廊管线设计图纸冲突风险高。 设立建模目标 选定BIM软件 利用BIM软件开展梅观市政化项目综合管廊的建模工作,希望达到的总体目标是:


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梅观高速清湖南段市政道路工程改造设计项目(以下简称梅观bim建模化项目),bim软件全长约8.49km,包含8个互通立交。本项目管道支墩长度约17.545km,涉及管道支架、雨水、污水、电力、通信、照明、燃气等给水排水(布设综合管廊)。地下管线密布,管廊管线设计图纸冲突风险高。


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设立建模目标 选定BIM软件


利用BIM软件开展梅观市政化项目综合管廊的建模工作,希望达到的总体目标是:

1.建模可以对综合管廊二维设计中难以预见的问题起到检验复核作用,及时反馈给管廊二维设计人员,以提高设计工作的准确性和时效性。

2.综合管廊BIM建模成果满足现阶段建设需求,且在BIM成果上超前。

3.通过梅观市政化综合管廊建模工作,为综合管廊开展BIM正向设计提供指导,并促进相关软件功能的二次开发。


要做到模型与主体结构高度一致,这涉及BIM软件选用的问题。Microstation、OpenRoads Designer作为两款优秀的三维设计软件,具有二维绘图、三维建模及可视化渲染等多种功能,并且这两款软件可以提供一个良好的二次开发环境。这也能够满足我们开发综合管廊BIM建模工具,解决管廊BIM软件缺乏问题,提升工作效率。


建模关键点


基于选用的BIM软件平台,开展梅观市政化项目综合管廊建模工作,管廊管廊结构模型的建立主要涉及平面、纵断面、市政管线。主要思路为根据管廊平面、纵断面数据等二维设计资料,生成综合管廊3D定位中心线,然后将横断面垂直放置在中心线上,以生成管廊主体结构。对于主体结构之外的建筑电缆支架,将建立的3D模型,按照平面及纵向位置,在管廊主体结构上准确定位放置。


综合管廊横断面


前期除综合管廊本身设计资料外,还需要收集道路、桥梁等会影响管廊设计工作的相关专业资料。基于Microstation或OpenRoads Designer软件平台,首先按照软件要求处理综合管廊二维横断面。

由于电力、通信工程剖面图横断面cad及再生水构筑物等均需间隔一定距离布置,因此将电缆智能化、再生水给排水支架、bim管道支墩与综合管廊其他元素分开处理,做成三维模型,按照设计间距沿管廊正确位置放置。


在管廊三维定位中心线上,如何确定横断面元素与中心线准确相对位置,是我们需要解决的一个问题。管廊建模工作人员将此问题提交给二次开发技术人员,通过技术研发,在该平台上开发出了可以满足需求的插件工具,解决了遇到的困难,并提高了管廊建模工作效率。同时,插件工具也在不断升级改进,起初使用存在诸多限制与不便,通过将软件制作管廊模型过程中遇到的问题,及时反馈给研发团队的这样一个沟通过程,最终研发出方便快捷的软件工具。从利用BIM技术的实践角度来看,在三维设计软件中进行管廊建模的工作,与软件二次研发存在相辅相成的促进作用。


综合管廊三维定位中心线


在综合管廊建模过程中,管廊三维定位中心线的生成至关重要,鉴于现阶段无法直接利用管廊二维高程数据生成中心线纵断面,只能根据管廊纵断面绘制三维定位中心线纵向高程数据,此过程可在OpenRoads Designer软件中完成。为保证定位中心线高程的准确性,绘制过程中需要开启精确绘图模式,按照管廊桩号及对应高程绘制。这样也有利于管廊高程数据在不同设计阶段发生变化时,可以只修改变化段的数据,而无需全段修改,从而节省时间。


综合管廊建筑节点


综合管廊的另一个重要组成部分是市政口、给水口、逃生口、检修通道等建筑节点。以往我们接收到的上述建筑节点设计成果都是以平、纵、剖二维三视图的形式呈现。

可以看出二维设计中,要展示清楚某一建筑节点,需要图纸数量较多,且效果不直观。下图是根据建筑节点CAD二维图纸建立的不同节点模型。



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对比二维吊装,通过BIM软件建立的建筑节点模型,效果直观且容易理解。


除以上总结的综合管廊建模基本关键点之外,三维设计软件具有强大的实用功能。在模型建立完成后,可以利用相应工具对模型进行剖切,生成图纸与模型联动,并同步修改,避免设计人员单纯依靠经验和想象,造成设计误差。但在某些特殊情况下,三维软件需要手动绘制实现模型的剖切,比如两个接入口成170度交角,需要做非垂直的折剖。

综合管廊模型建立之后,工作人员可以通过多种方式进行工作汇报。这种利用三维软件进行综合管廊设计的方式,不仅将管道的各类信息清晰、完整、直观地呈现在施工人员和设计人员面前,还能够利用数字技术,检测管道使用中的数据,避免管道冲突或运行不畅等问题的发生,十分有利于市政地下管道的综合、协同管理。


尚待解决的问题


综合管廊模型在折角处会出现道路、管道变形、支架错位等情况。特别是在较短距离范围内发生转折角度较大时,上述情况更为严重。

针对该问题可以提醒管廊二维设计人员,在设计过程中注意管廊结构的优化,以保证结构合理稳固且节约建材资源等。与此同时,需要BIM研发团队进一步研究更适用于细节处理的相关软件,以提高三维建模的准确性与高效性。

在进行梅观市政化项目综合管廊建模工作的过程中,BIM技术为设计工作带来的便利得到了充分体现。虽然仍存在一些支架程度不足的地方,例如管廊定位中心线还无法利用数据直接生成、管廊建筑节点模型需要根据平面桩号位置手动放置等问题。但BIM作为一项在二维设计基础上创新改进而来的网络技术,对于开展综合管廊BIM正向设计起到了重要的推进作用,未来仍需设计及研发人员投入更多的精力,迎来BIM技术更广阔的前景。


来源:桥梁杂志




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  • 杨建001
    杨建001 2019年03月07日 09:03:42 2楼
    做一个热心并受欢迎的人
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