河南省交通规划设计院-郑州至西峡高速公路BIM技术应用汇报

郑州至西峡高速公路尧山至栾川段工程BIM技术应用河南省交通规划设计研究院股份有限公司郑州至西峡高速公路尧山至栾川段全长78.8公里，双向四车道，投资金额105亿，设置88座桥梁、四座互通立交、两处枢纽互通、两处特长隧道，桥隧比59.8%。本项目是河南省豫西山区高速公路网的重要组成部分。庙子枢纽互通，位于栾川县庙子镇南，接洛栾高速公路，庙子枢纽互通同处，地势险要、地形起伏较大，采用Y型互通立交形式，通过六条半定向匝道，实现三个交通流方向的转换，每一条匝道均采用桥梁铺设方案，桥梁长度总计6637.8米，该枢纽是三条高速的交汇点，周围地形复杂，处于栾川断裂带区域，并分布有化工厂、冶炼厂、水泥厂、居民小区等设施，控制因素多，环境保护要求高，桥梁规模大，上下部结构形式种类多，是目前河南省在建高速中最复杂的枢纽互通工程。碾盘沟特大桥，位于郑州至西峡高速公路尧山至栾川段，桥面净宽11.75米，全长1120米，本桥位于崇山峻岭之间，材料运输困难，桥墩高度较大，最大达到58.6米，桥墩施工作业面小，主桥采用的变截面箱梁，施工难度大，技术要求高。木札岭隧道，位于鲁山县和嵩县交界处，采用双向四车道分离式断面形式，设计时速100Km/h，该隧道是目前河南省在建里程最长、规模最大的公路隧道。采用Dicad软件对地形进行高清贴图，构建真实的三维环境。道路专业采用PowerCivil软件构建道路横断面，导入路线平纵数据，建立全标段道路三维模型。利用BIM模型进行道路的边坡核查，避开现有建筑物、设施以及地址断裂带，进行合理布设匝道方案。通过土方量精确计算。进行填挖方平衡优化，通过车流量分析，优化出口形式，验证路线设计合理性。导入分析软件进行净空核查和数据核查，反馈验证核查设计图纸。桥梁采用OpenBridge Modeler和CivilStation designer，利用PCR语言进行参数化建模，快速搭建公路桥梁模型，提升效率。构建桥量钢筋模型，检查设计碰撞和错误，减少施工图纸错误1350项，利用Bentley系统软件快速搭建变截面箱梁模型，将BIM模型与麦达斯计算软件结合进行了结构受力分析，加快建模效率和精度，利用软件预演了合理的桥梁施工方案，对于下方河流及地形复杂区域的环境影响，进行了数字化分析。利用Nvicat软件，将BIM模型挂接设计图纸、施工工艺视频，方便了设计交底，丰富了设计交付形式。隧道采用PowerCivil和MicroStation图纸直接导入隧道横断面，提升断面绘制效率，设置不同断面统一成桩号和材质库，自动生成隧道模型，利用平面桩号标注进行隧道截断拆分，提高建模拆分效率70%，同时对隧道进行事故应急及逃生模拟分析和施工组织方案优化模拟，以便施工人员提前熟悉施工流程，便于项目组织管理，提高施工质量，利用MicroStation开发构件自动编码插件，将设计信息、构件特征和不断添加的施工过程信息与三维信息模型连接，相比传统手工赋予编码效率提升90%，模型构件信息高效传递至项目管理平台。提供沉浸式VR体验，提交可视化设计成果资料，帮助施工人员快速了解设计意图，提高工作效，降低沟通成本。开发的施工管理平台借助BIM模型和数据库，根据施工组织计划、工序报验和施工过程资料等数据，结合三维BIM模型对工程进度实现构件级的实时展示，可视化的反映工程的计划进度、实际进度、计量进度以及支付进度，并进行对比分析，全方位管理施工数据，从设计到运维的BIM全流程应用探索帮助我们在公路BIM领域迈出了第一步，包含模型搭建方式、信息集成模式、数据利用方法等，平台实现了施工工序在移动端和电脑端的在线报验，系统内置大量的标准化表格、分项工程的施工步骤、审核流程等，利用手机APP能够快速进行工序报验，极大的提高了生产效率。Bentley基础信息产品帮助我们在这个公路项目中迈出BIM实践的重要一步，道路、桥梁、隧道各专业中图纸质量提升，减少施工图纸错误1350余项，提升模型构建效率50%，人力成本的减少20万元，提供的多种类交付成果给业主单位带来实质性效益，尤其在其基础上开发的BIM项目管理平台，通过编码和构件结合，挂载多阶段数据，控制项目建设质量和管理，同时能为后期运营管理，提供完整的数据基础，对本地区将产生积极的经济效益。