BIM技術(shù)在高速公路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

朱正萍，楊 明，周鵬光，陳良斌

(1.廣東省公路建設(shè)有限公司,廣東 廣州 510623;2.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,湖北 武漢 430058;3.云基智慧工程股份有限公司,廣東 深圳 518094)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),早期修建的高速公路以雙向4車道或雙向6車道為主,已無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)日益增長(zhǎng)的交通出行需求?，F(xiàn)階段高速公路建設(shè)規(guī)模逐漸趨于飽和,新建項(xiàng)目的數(shù)量逐漸減少。因此,為了適應(yīng)交通需求的持續(xù)增長(zhǎng)和改善公路網(wǎng)絡(luò),高速公路改擴(kuò)建工程逐漸成為推動(dòng)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要舉措之一[1-2]。

高速公路改擴(kuò)建工程其路線長(zhǎng)、工程種類多、控制因素繁雜。新、舊結(jié)合的改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)形式較為常見,尤其涉及到橋梁、互通立交、天橋等結(jié)構(gòu)工程時(shí),常需要對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行利用和改造,以提高既有工程的利用率。然而,由于既有工程長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng),導(dǎo)致路線信息與原始設(shè)計(jì)資料可能不一致,這就要求在勘察設(shè)計(jì)階段對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行不斷修改和優(yōu)化[3]。在面對(duì)復(fù)雜的改擴(kuò)建工程時(shí),傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手段較難及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題,這可能會(huì)導(dǎo)致潛在的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。為了更好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),引入BIM技術(shù)成為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和降低設(shè)計(jì)成本的重要途徑之一。

BIM(建筑信息模型)技術(shù)依靠其可視化、精細(xì)化及信息化等特點(diǎn),可充分還原既有工程,精細(xì)展現(xiàn)新、舊結(jié)構(gòu)的限界細(xì)節(jié),模擬施工改造過(guò)程,提高勘察設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率[4]。本文以廣深高速公路改擴(kuò)建工程為依托,介紹BIM技術(shù)在高速公路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

廣深高速公路是聯(lián)系廣州、東莞、深圳、香港的重要通道,是國(guó)家高速公路網(wǎng)京港澳高速公路G4和沈海高速公路G15的重要組成部分。廣深高速公路改擴(kuò)建工程北起于廣州市黃村立交,南止于深圳市皇崗收費(fèi)站,改造里程全長(zhǎng)118.2km?？傮w按照充分利用原道路和土地資源的原則進(jìn)行擴(kuò)建,主要采用整體拼接擴(kuò)建成十車道(斷面寬度52.5m),設(shè)計(jì)行車速度100km/h。

本項(xiàng)目穿越粵港澳大灣區(qū)都市圈核心區(qū),作為核心城區(qū)高速公路國(guó)道主干線改擴(kuò)建工程的典型代表,具有鮮明的“高度城市化”特征。主要特點(diǎn):

(1)沿線交叉與并行道路等控制因素眾多,建設(shè)條件復(fù)雜。

(2)南方地區(qū)首條百公里級(jí)十車道高速公路,標(biāo)準(zhǔn)體系缺乏支撐,暫無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循。

(3)車道數(shù)多、橫斷面寬、互通立交密集、轉(zhuǎn)向交通量大,車流交織嚴(yán)重,運(yùn)營(yíng)安全管控要求高。

(4)施工期間交通量非常大,交通組織、施工組織難度大。

針對(duì)本項(xiàng)目的特點(diǎn)及難點(diǎn),設(shè)計(jì)階段引入BIM技術(shù),利用其參數(shù)化、可視化、模擬性及協(xié)調(diào)性等技術(shù)優(yōu)勢(shì),解決工程建設(shè)過(guò)程中的實(shí)際問題,形成了BIM多點(diǎn)賦能的技術(shù)解決方案。

圖1 BIM工作流程

2 創(chuàng)建高速公路改擴(kuò)建BIM模型

廣深高速公路自1997年正式通車至今已超過(guò)26年,積累了超過(guò)8 000項(xiàng)次的養(yǎng)護(hù)、中修、改建、擴(kuò)建等項(xiàng)目。大量數(shù)據(jù)資料的堆疊,形成繁雜且低正確保證度的二維檔案庫(kù),無(wú)法支撐傳統(tǒng)的BIM建模體系,導(dǎo)致現(xiàn)有高速公路三維還原的數(shù)據(jù)匱乏。如僅采用常規(guī)的新建設(shè)計(jì)方案BIM模型創(chuàng)建技術(shù),無(wú)法滿足如此復(fù)雜的既有高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的需求。因此,本項(xiàng)目打造了以環(huán)境模型、現(xiàn)狀地下管線、三維地質(zhì)模型、現(xiàn)狀道路模型相融合的既有高速公路模型,結(jié)合改擴(kuò)建設(shè)計(jì)道路模型、互通立交改造模型等改擴(kuò)建高速公路模型,以三維可視化、參數(shù)化的形式,實(shí)現(xiàn)既有和新建的有效融合,為高質(zhì)量改擴(kuò)建高速公路設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1 環(huán)境模型的創(chuàng)建

在高速公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目中,環(huán)境模型的創(chuàng)建是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要起點(diǎn)。完整且準(zhǔn)確的環(huán)境模型是后續(xù)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)等階段BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)[5],環(huán)境模型主要包括項(xiàng)目所在地的地形、地貌、建筑物、周邊路網(wǎng)等環(huán)境要素。高速公路一般里程長(zhǎng)、跨越區(qū)域廣、走廊帶狹長(zhǎng),設(shè)計(jì)提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)往往局限于路線走廊范圍,要更好地展示項(xiàng)目在地區(qū)、全省乃至全國(guó)的區(qū)間位置,以及豐富BIM數(shù)字沙盤的場(chǎng)景,需要補(bǔ)充完善大范圍的環(huán)境模型。對(duì)大范圍、精度要求不高的地形可以通過(guò)水經(jīng)注、ARCGIS等軟件獲取。項(xiàng)目范圍內(nèi)的地形采用勘察單位提供的高精度數(shù)據(jù),并從相關(guān)部門獲取項(xiàng)目周邊的規(guī)劃信息、主要控制因素和路網(wǎng)信息。利用BIM軟件生成數(shù)字地面模型(DEM)和衛(wèi)星影像(DOM),將兩者進(jìn)行疊加融合,完成數(shù)字沙盤環(huán)境基座的建立。在此基礎(chǔ)上疊加各類GIS信息,形成完整的環(huán)境模型。廣深高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目BIM環(huán)境模型如圖2所示。

圖2 環(huán)境模型

2.2 現(xiàn)狀地下管線模型的創(chuàng)建

廣深高速公路位于高度城鎮(zhèn)化地區(qū)的核心走廊帶上,地下埋藏有大量的地下管線。根據(jù)初測(cè)初勘階段物探報(bào)告,探明地下管線類型共16種,包含給水、污水、雨水、燃?xì)?、供電、路燈、交通信?hào)等,包含各類節(jié)點(diǎn)15 229個(gè),管線總長(zhǎng)度338.2km。地下管線具有種類多、數(shù)量大、專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn),其建模思路與道路、橋梁和隧道有較大的差異。地下管線模型主要由管段與兩端的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)的位置可以通過(guò)其平面位置和地面高程確定,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造模型可以通過(guò)其附屬物信息(如三通、雨水口等)確定;管段的空間位置可以通過(guò)連結(jié)管段的起終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)位置信息、地面高程和埋深信息確定,管段模型尺寸可以通過(guò)管段的材質(zhì)類型、管徑等信息確定?；诖嗽?根據(jù)物探成果中的地下管線類型、節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)、管材、管徑、地面高程、埋深等關(guān)鍵數(shù)據(jù),利用國(guó)產(chǎn)軟件“管立得”,批量完成了全線、全專業(yè)現(xiàn)狀管線模型,并根據(jù)要求將物探屬性信息掛接在模型上?；诮ǔ扇S地下管線模型開展碰撞檢測(cè),避免管線與其他結(jié)構(gòu)的沖突和干擾。

圖3 地下管線模型

2.3 三維地質(zhì)模型的創(chuàng)建

根據(jù)采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù),如鉆孔數(shù)據(jù)、地勘報(bào)告、地質(zhì)縱斷面圖和地形圖等資料,在地質(zhì)建模軟件中進(jìn)行地質(zhì)模型的創(chuàng)建。通過(guò)錄入鉆孔數(shù)據(jù)、繪制地質(zhì)橫剖面和縱剖面,根據(jù)地層厚度和地層邊界,快速創(chuàng)建三維地質(zhì)鉆孔模型和三維地質(zhì)地層模型,直觀地展示地質(zhì)體的形狀和空間分布。

圖4 三維地質(zhì)模型

2.4 現(xiàn)狀道路模型的創(chuàng)建

高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)與新建高速公路設(shè)計(jì)最大的不同點(diǎn)在于需要滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,最大限度地利用既有道路,因此老路的還原工作是極其重要的一步。現(xiàn)狀道路作為改造地形的設(shè)施已成為了地形的一部分,由于現(xiàn)狀道路建設(shè)時(shí)期較早,經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng),中間勢(shì)必對(duì)道路進(jìn)行了多次維護(hù)和改造,現(xiàn)狀道路與最初的設(shè)計(jì)并不是完全一致,因此不能簡(jiǎn)單地從竣工圖紙翻模得到現(xiàn)狀道路的模型?，F(xiàn)狀道路的建模工作是一項(xiàng)十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。目前現(xiàn)狀道路BIM模型的創(chuàng)建主要有兩種技術(shù)路線:建模還原法和實(shí)景還原法。建模還原法主要利用各種先進(jìn)設(shè)備(如精密機(jī)載三維激光雷達(dá))測(cè)繪現(xiàn)狀道路,獲取老路的平、縱、橫數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)狀道路進(jìn)行擬合設(shè)計(jì),再結(jié)合外業(yè)調(diào)查資料和竣工圖等資料,以類似新建道路的建模路線完成現(xiàn)狀道路模型的創(chuàng)建。實(shí)景還原法主要利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)拍攝對(duì)象各個(gè)角度的照片并記錄空間信息,利用實(shí)景建模工具自動(dòng)完成空三計(jì)算和模型重構(gòu)。兩種建模方法各有優(yōu)、缺點(diǎn)。建模還原法建模效率低、經(jīng)濟(jì)效益低,但是擴(kuò)展能力高,后期BIM應(yīng)用方便;實(shí)景合成法建模效率高、顯示效果好,但擴(kuò)展能力差,模型呈整體,存在橋下模型無(wú)法顯示、部分模型破損等問題[4]。

廣深高速公路里程長(zhǎng)、通車時(shí)間早、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、改造次數(shù)多、相關(guān)圖紙缺失,采用建模還原法不僅難以實(shí)現(xiàn)而且工作量巨大。本項(xiàng)目全線采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影三維實(shí)景建模技術(shù),完全真實(shí)還原現(xiàn)狀道路和道路周邊的建筑模型。對(duì)傾斜攝影無(wú)法清晰表達(dá)的地方,通過(guò)三維建模進(jìn)行代替,并對(duì)需要替換的傾斜攝影模型進(jìn)行挖洞、壓平和重新映射貼圖等操作,使創(chuàng)建的現(xiàn)狀模型與傾斜攝影模型完全貼合。

圖5 現(xiàn)狀道路模型

2.5 改擴(kuò)建道路模型的創(chuàng)建

高速公路改擴(kuò)建工程全線涉及路基路面、橋梁拼寬等內(nèi)容,現(xiàn)狀道路由于運(yùn)營(yíng)多年沉降基本穩(wěn)定,原始設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)高與現(xiàn)狀會(huì)存在一定的差異[7]。因此,準(zhǔn)確表達(dá)改擴(kuò)建工程結(jié)構(gòu)的拼寬位置、拼接形式和新、老路面標(biāo)高差異,以及后期利用改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行拼寬施工工藝模擬等應(yīng)用,創(chuàng)建改擴(kuò)建道路模型顯得尤為重要。

改擴(kuò)建道路模型既要包含現(xiàn)有道路的利用部分的模型,還要包含拼寬擴(kuò)建部分的模型。改擴(kuò)建道路模型的創(chuàng)建方法有:

(1)利用上文提到的建模還原法創(chuàng)建完成現(xiàn)狀道路模型,然后根據(jù)設(shè)計(jì)提資完成拼寬新建部分的模型,將兩者進(jìn)行裝配完成改擴(kuò)建道路模型的創(chuàng)建。該方法與常規(guī)的新建道路建模一致,僅增加了建模數(shù)量以及裝配工作,但對(duì)現(xiàn)狀道路的擬合工作挑戰(zhàn)較大。

(2)基于路線設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行二次開發(fā),在橫斷面上標(biāo)記拼寬位置,利用不同的道路板塊對(duì)現(xiàn)狀道路與拼寬部分進(jìn)行區(qū)分,完成道路“帶帽子”設(shè)計(jì)。根據(jù)橫斷面拼寬標(biāo)記位置,向下按設(shè)計(jì)規(guī)則挖臺(tái)階創(chuàng)建現(xiàn)狀道路和拼寬道路的路面結(jié)構(gòu)層模型,根據(jù)現(xiàn)狀道路板塊和拼寬部分板塊的平縱橫信息進(jìn)行現(xiàn)狀橋梁和拼寬橋梁的分幅建模。圖6為利用路線設(shè)計(jì)軟件二次開發(fā)功能創(chuàng)建的改擴(kuò)建橋梁模型。

圖6 改擴(kuò)建橋梁模型

2.6 互通立交改造模型的創(chuàng)建

互通立交改造是高速公路改擴(kuò)建工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)工程,利用路易、OpenRoadDesigner等道路建模軟件完成全線互通立交模型的創(chuàng)建,并針對(duì)互通立交改造部分和利用部分賦予不同的貼圖,使互通立交改造方案更直觀。

圖7 互通立交改造模型

3 高速公路改擴(kuò)建BIM應(yīng)用解決方案

3.1 BIM云看線技術(shù)

2022年初,我國(guó)疫情持續(xù)高發(fā),防控形勢(shì)嚴(yán)峻復(fù)雜。為確保項(xiàng)目順利推進(jìn),利用BIM+GIS三維數(shù)字沙盤推出“BIM云看線”的解決方案。

本項(xiàng)目在環(huán)境模型的基礎(chǔ)上,整合高速公路大場(chǎng)景和大體積容量的各專業(yè)工程模型,打造BIM+GIS三維數(shù)字匯報(bào)沙盤,集成設(shè)計(jì)方案PPT、BIM模型、圖片、視頻等資源,在設(shè)計(jì)方案匯報(bào)中充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)多角度、高精度的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)展示與匯報(bào)?；?“BIM云看線”技術(shù),以三維的展示方式制定完備的看線路徑,從縱覽全局到細(xì)節(jié)查看,實(shí)現(xiàn)全方位無(wú)死角的匯報(bào)演示,為公路勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目匯報(bào)提供了新的技術(shù)手段。廣深高速公路改擴(kuò)建數(shù)字沙盤如圖8所示。

圖8 BIM+GIS三維數(shù)字沙盤

3.2 輔助方案設(shè)計(jì)與比選

當(dāng)前,行業(yè)內(nèi)總體設(shè)計(jì)方案的比選以二維及定性比選的形式為主,存在總體方案的論證不充分、比選的角度不全面等問題。而本項(xiàng)目原有的互通立交密集,平均間距 5.12km,最小間距1.2km,轉(zhuǎn)向交通量很大,部分互通立交行車迂回,服務(wù)水平低;互通立交方案的選擇需充分考慮交通需求、施工保通、地方規(guī)劃和集約利用存量土地進(jìn)行綜合開發(fā)等,決策因素多,極其復(fù)雜,設(shè)計(jì)方案的比選是本改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

本項(xiàng)目融合了傾斜攝影、環(huán)境模型、控制影響因素和設(shè)計(jì)方案BIM模型,疊加交通仿真車流,可以更清楚地展示公路的布局、形態(tài)、交通組織等關(guān)鍵要素,有助于準(zhǔn)確評(píng)估設(shè)計(jì)方案的可行性和效果。對(duì)各個(gè)互通節(jié)點(diǎn),以多方案同屏對(duì)比的形式,進(jìn)行設(shè)計(jì)方案多角度、多層次的比選與評(píng)審,結(jié)合道路線形、建筑凈空、周邊環(huán)境協(xié)調(diào)性等,確定最優(yōu)方案。某互通的方案比選如圖9所示。

圖9 互通方案比選

3.3 設(shè)計(jì)方案BIM全景圖展示

本項(xiàng)目改造里程全長(zhǎng)118.2km,百公里級(jí)的GIS信息模型、傾攝影模型、公路工程模型、既有道路模型、房建模型等多專業(yè)BIM模型,其體量巨大(超過(guò)1T)。解決大體量模型快速加載、輕量化展示、移動(dòng)式查看,是BIM實(shí)施的關(guān)鍵內(nèi)容之一。

基于項(xiàng)目三維數(shù)字沙盤平臺(tái),將BIM結(jié)構(gòu)模型、景觀設(shè)計(jì)模型、傾斜攝影實(shí)景模型在綜合渲染軟件進(jìn)行融合,按總體+節(jié)點(diǎn)的方式輸出三維全景圖,直觀地反映控制因素與總體設(shè)計(jì)方案的關(guān)系。采用云端全景漫游技術(shù),通過(guò)輕量化的網(wǎng)頁(yè)端和移動(dòng)端,方便設(shè)計(jì)人員分析論證方案的可行性,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和項(xiàng)目溝通效率。

圖10 設(shè)計(jì)方案全景圖

3.4 三維交互式沙盤講義

傳統(tǒng)的BIM+GIS三維數(shù)字沙盤以三維可視化展示為主,雖支持各類信息模型的融合展示,但其以成果展示為主,未能有效服務(wù)于設(shè)計(jì)過(guò)程,仍呈現(xiàn)出BIM與設(shè)計(jì)相對(duì)孤立的狀態(tài),無(wú)法實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的本源價(jià)值。

本項(xiàng)目針對(duì)空間異常復(fù)雜、平面圖難以表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的互通,根據(jù)設(shè)計(jì)人員的匯報(bào)思路,利用BIM+Unity技術(shù)定制三維交互式沙盤講義,以更好地展示和驗(yàn)證方案的可行性。將互通范圍內(nèi)的環(huán)境模型、設(shè)計(jì)方案BIM模型、景觀設(shè)計(jì)模型、傾斜攝影實(shí)景模型等加載融合到Unity中,形成互通多方案匯報(bào)沙盤。沙盤可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶與模型的互動(dòng),全方位直觀地了解互通方案的細(xì)節(jié)和空間布局;沙盤可以將BIM模型中的各種信息進(jìn)行可視化展示,包括空間布局、構(gòu)件材質(zhì)、交通車流等;利用Unity強(qiáng)大的渲染技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)多方案的流暢加載,不同方案之間的同屏對(duì)比,相比傳統(tǒng)的PPT匯報(bào)更加高效與便捷。

圖11 三維交互式沙盤講義

3.5 基于BIM技術(shù)的互通立交改造交通仿真分析

改擴(kuò)建項(xiàng)目與新建項(xiàng)目存在較大的差異性。廣深高速公路是粵港澳大灣區(qū)的“主動(dòng)脈”、珠三角地區(qū)的“黃金通道”,保證現(xiàn)有高速公路的正常通行是改擴(kuò)建工程實(shí)施的基本前提。在高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中,交通組織設(shè)計(jì)的合理性至關(guān)重要[6],它直接影響到項(xiàng)目的順利實(shí)施、交通運(yùn)行的安全與效率以及用戶的出行體驗(yàn)。

圖12 立交互通改造交通組織仿真模擬

為了直觀地展示互通立交改造的交通組織設(shè)計(jì)方案以及驗(yàn)證方案的可行性,本項(xiàng)目采用BIM+Unity技術(shù),將現(xiàn)狀互通模型、臨時(shí)便道模型和改造后互通模型等BIM模型導(dǎo)入到Unity場(chǎng)景中,通過(guò)Unity強(qiáng)大的動(dòng)畫渲染功能,制作互通立交改造的路基拼寬、主線橋的拆除重建和進(jìn)出口匝道的改造等施工工序,并加載不同階段的交通車流,制作成交互式匯報(bào)沙盤。設(shè)定仿真模型的初始條件,包括交通流量、車輛類型、信號(hào)控制策略等,運(yùn)行交通仿真模型,模擬現(xiàn)實(shí)交通場(chǎng)景下的車輛行為和交通流動(dòng)。通過(guò)沙盤展示不同階段的車流運(yùn)行情況,直觀地展示交通擁堵情況、交通流暢度、車輛停滯時(shí)間、行車速度等信息,為優(yōu)化施工組織流程提供可視化的依據(jù)。

3.6 基于BIM技術(shù)的“2+3”模式下交通轉(zhuǎn)換仿真模擬

本項(xiàng)目是我國(guó)南方地區(qū)首條超百公里級(jí)、多車道超寬斷面的高速公路改擴(kuò)建工程,交通組織異常復(fù)雜,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出采用標(biāo)線分隔的“2+3”交通組織模式。綜合超寬斷面、多車道、密集互通、“2+3”交通模式等特點(diǎn),傳統(tǒng)二維平面圖難以準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)建成后車輛的交通行為。

圖13 廣深高速公路“2+3”交通組織模式

本項(xiàng)目利用BIM+Unity技術(shù)進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換模擬,將項(xiàng)目范圍的傾斜攝影、互通模型導(dǎo)入到Unity中,并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙創(chuàng)建交通標(biāo)線模型與道路進(jìn)行貼合,結(jié)合Unity強(qiáng)大的3D渲染和物理模擬能力,構(gòu)建了一個(gè)交互式三維沙盤,直觀地展現(xiàn)建成后車輛的運(yùn)行情況和車輛進(jìn)出高速公路的行為。

圖14 交通仿真模擬

3.7 基于BIM技術(shù)的重要工點(diǎn)的交通組織和施工組織模擬驗(yàn)證

川槎大橋跨越倒運(yùn)海水道,由于通航凈空不夠,需進(jìn)行拆除重建。

利用BIM技術(shù)創(chuàng)建川槎大橋現(xiàn)狀橋梁模型、過(guò)程模型以及成橋模型,將設(shè)計(jì)提供的交通組織方案和施工組織方案進(jìn)行逐步分解。根據(jù)施工組織方案,凸顯每個(gè)階段的施工區(qū)域以及制作主要工序的施工動(dòng)畫,同時(shí)導(dǎo)入交通組織方案,包括車流量、道路交通標(biāo)志標(biāo)線和臨時(shí)交安設(shè)施等,對(duì)交通組織和施工組織方案進(jìn)行綜合模擬,科學(xué)地驗(yàn)證方案的可行性和合理性。

圖15 交通組織和施工組織模擬

3.8 數(shù)字化交付

在廣深高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)參與方使用不同的BIM建模軟件,且實(shí)施路線差異較大,導(dǎo)致了BIM模型格式的多樣性。同時(shí),項(xiàng)目的交付平臺(tái)為第三方,這增加了多源數(shù)據(jù)格式交付和傳遞的難度。這些問題影響了設(shè)計(jì)信息的傳遞和交流,也阻礙了BIM在全生命周期中的應(yīng)用。

為了解決多樣性和復(fù)雜性的問題,本項(xiàng)目首先制定了統(tǒng)一的BIM模型建模精度標(biāo)準(zhǔn)和屬性掛載標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),確保不同參與單位建模的一致性和可協(xié)作性,提高BIM模型在設(shè)計(jì)階段的可用性。通過(guò)采用數(shù)模同源和數(shù)模分離兩種技術(shù)路線,完成各種格式的BIM模型與屬性信息的掛接,成功解決了廣深高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中BIM模型跨平臺(tái)交付的難題。統(tǒng)一的BIM建模標(biāo)準(zhǔn)和屬性掛載標(biāo)準(zhǔn),確保了BIM模型的一致性和可協(xié)作性。同時(shí),數(shù)模同源和數(shù)模分離的技術(shù)路線,實(shí)現(xiàn)了各種格式的BIM模型與屬性信息的掛接和傳遞。這些措施使得多源數(shù)據(jù)格式跨平臺(tái)交付成為可能,最終形成了一套完整的設(shè)計(jì)階段BIM數(shù)字資產(chǎn),為BIM的全生命周期應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

圖16 數(shù)字化交付

4 結(jié)語(yǔ)

本文以廣深高速公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目為依托,實(shí)踐了高速公路改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)期的BIM建模和BIM應(yīng)用?？偨Y(jié)介紹了高速公路改擴(kuò)建BIM模型的創(chuàng)建方法以及環(huán)境、地質(zhì)、地下管線、道路、橋梁、互通等全專業(yè)BIM模型的建模技術(shù)路線。項(xiàng)目以BIM模型為基礎(chǔ),進(jìn)行了“云看線”、方案比選、交互式匯報(bào)、全景圖展示、交通仿真、施組交組模擬等應(yīng)用,充分發(fā)揮了BIM的三維可視化和模擬特性,為項(xiàng)目提供了直觀的溝通平臺(tái)和技術(shù)手段。項(xiàng)目通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,同時(shí)采用數(shù)模同源和數(shù)模分離的技術(shù)路線,實(shí)踐了BIM跨平臺(tái)的數(shù)字化交付。