第一篇 项目特点

本次BIM设计依托项目为，京杭运河浙江段三级航道整治工程，该项目总投资约200亿，包括嘉兴、湖州、杭州四改三、八堡船闸和新开挖段等5段。项目所在的新开挖段，横穿杭州市区，北起博陆南至八堡船闸，总概算约151亿元，航道里程约23.4km，改建桥梁21座。

项目节点较为复杂，包括已建项目，沪杭高速铁路、东湖城市快速路，和新建项目沪杭高速、连杭大道、京杭运河、高铁防护、杭海城际铁路等5个项目。

其中沪杭高速设计速度120km/h，双向六车道，采用改线施工，跨越京杭运河的主桥为钢箱梁；连杭大道为城市主干道，桥梁为连续梁和T梁结构；京杭运河为国家主干网Ⅲ级航道，面宽70米，水深3.2米，通航净空60X7m；杭海城际铁路为城市地铁。这些项目空间上纵横交错、施工时相互交织，5个新建项目均要求在2022年亚运会之前完工，这样一个复杂的节点开展BIM设计，非常有必要。

BIM模型图

第二篇 项目设计及软件应用

一、技术路线

我们通过二次开发，在Revit中快速生成模型，将Civil3D等软件生成的三维地形和钢结构模型，在Lumion或Fuzor中进行整合，实现了空间关系核查、施工工序优化、箱梁钢筋核查等常规应用，通过二次开发，探索出一条建模精准快速、数据应用充分、桩土耦合高效、二维出图自动的技术之路。

技术路线图

二、BIM应用点

应用1、空间关系核查

通过BIM模型可以清晰的展示项目间相互关系。通过核查杭海城际铁路、沪杭高铁主墩、运河开挖高铁防护间的相互关系，有效的避免了地下隐蔽工程间的冲突。

核查空间净距

发现冲突

应用2、施工工序优化

通过施工模拟理顺了施工过程中的关键节点：

1、由于高铁桥梁对位移敏感，所以高铁主墩防护得优先施工，施工完成才能进行航道开挖，而这部分内容由铁路相关部门实施，高铁主墩防护成为了整个项目的控制性节点；

关键节点一

2、杭海城际铁路施工必须晚于航道开挖，否则地表土压力的变化将引起地铁上隆，影响地铁运行安全，而杭海城际已经在施工，航道开挖施工又受制于高铁防护，整个节点施工得仔细协调；

关键节点二

3、高速施工改线应尽早修建，确保航道开挖时高速公路正常通行。

关键节点三

应用3、三维工程地质

将地质导入模型，选取了7种颜色用于区分不同的土质。同一土层依据承载力的不同，分为深色和浅色，以便清晰的看到桩土间的相互关系。

三维工程地质

应用4、箱梁钢筋核查

创建箱梁普通钢筋和预应力钢束，核查钢筋冲突、分析混凝土浇筑难度。用于施工图交底，和新员工的配筋认识，有效的配合了设计工作。

箱梁钢筋

第三篇 应用创新亮点

创新点1、桥梁快速建模

为了解决建模效率低下的问题，进行了该项创新。

快速建模开发目前已涉及路线、桥梁、道路、附属、标注等多个专业，通过引用事先定义好的标准构件，与路线协同后可实现模型的快速创建与修改，而各专业的BIM设计工作可同步开展。下面介绍一下快速建模的过程。

1、族创建的标准化

对族名称采用了 6位数字进行编号，分别代表“专业、类型和构件”，确保族编号有序、唯一。同时对族的坐标方向、高程系统进行统一。

族创建规则

2、标准构件的快速创建

标准构件是不同类型结构数据、族，组成的数据集。目前已有桥梁上、下部、道路、附属等类型的标准构件。为了解决和路线的协同问题，将标准构件里的可变化参数分为两类，一类是“普通参数”，只和构件本身相关，另一类是“协同参数”，如配跨、桥宽、右角等参数，会随着路线数据的变化而相应变化。

参数界面

沪杭高速25米T梁引桥可通过这种方式创建；复制25米T梁文件，修改10来个梁长和梁高相关的数据，25米T梁就可以变为40米T梁；复制沪杭高速25米T梁文件，修改桥宽和梁片数，湿接缝宽度会自动计算，即可完成跨径相同，桥宽不同的连杭大道T梁创建，修改工作便捷快速。连杭大道、沪杭高铁桥的连续箱梁，东湖路的小箱梁，也可以通过此方式快速创建。

快速生成T梁

采用同样的方法，盖梁、墩柱、承台、桩基可进行自由组合，快速生成不同桥梁的下部。

下部结构自由组合

支座、伸缩缝、护栏等成型工程产品，按照设计手册里的参数，把全套成品做成标准构件，点选即可试用。

支座通过选择型号来创建模型

3、路线桥梁的协同设计

标准构件创建后，接下去的工作就是和路线的协同。通过导入维地或者EICAD等路线软件生成的源文件，快速生成项目的三维路线，构件位置通过路线里程桩号实现有规则摆放。

部分自定义的零散构件，如交通标志等，可沿着指定路线，通过上下左右平移和旋转，进行自定义摆放，实现精准定位和快速调整。

桥梁快速建模效益

1、采用点选菜单式建模，建模效率大大提高。

沪杭高速和其他几座桥梁建模时，只需点选创建好的标准构件，就可以完成项目创建，大大降低了桥梁建模的技术门槛。本项目整个项目的生成时间约17分钟左右，模型生成效率也很高。

本项目7个子项目，采用手工建模大概需要70工日以上，采用快速建模7工日就可以完成，建模效率提高10倍以上。

2、提高了构件的摆放精度，曲线连接光滑平顺。

建模精度达到了毫米级，有效的避免了曲线构件之间的重叠、分离、连接不平顺等情况的发生。

3、消除了数据冗余，极大的减少了模型容量。

沪杭高速模型文件内含约1万个独立构件，项目文件大小只有约50MB、数据文件小于1MB，这要归功于严谨的建模规则。同时轻巧的文件，为文件传递提供了方便。

创新点2、模型信息数据应用充分

模型建完后，重点是通过模型，如何传递数据信息。

1、为了方便施工、运维等过程中对模型构件的跟踪，我们对每个构件进行了编号，构件ID号包含了桥名、桥跨等信息。

构件ID号

2、为了方便模型的浏览和信息查询，自动添加了每个桥墩的编号和桩号。逐桩点的高程、地名方位等诸多标注信息。

信息标注

3、为了充分利用模型数据，有效配合设计工作，将桩位坐标、高程等设计中常用的数据信息自动输出，并对材料数量等进行数据编辑、统计分析。高程信息表，包含设计高程、垫石、盖梁、墩柱等数据；桩位坐标表，通过桩号、桩基布置及桩基偏心计算；材料数量表，对上部结构单位指标进行了统一，方便后续的大数据运用。

数据输出

创新点3、桩长与地质耦合高效

为了让建模更加智能、高效，我们研究了CAD二维图纸的智能识别。将地勘表格的各段文字划分成不同的逻辑区，判断数据的横、纵逻辑，和数据从属。识别中解决了“表格线重叠、行与行之间错位、文字超出线框范围”等一系列识别逻辑难题。

CAD识别难点

选择两座桥梁进行测试，设置了“桩长、承载力、承载力百分比”三种富余方式。计算结果将三种富余计算均列出，输出持力层、持力层上层和持力层下层共三层的地质信息，方便了设计人员的决策。

地质信息表

经测试，两座桥梁32个钻孔计算耗时约1小时，相比较常规每个钻孔约半小时的计算耗时，效率提高10倍以上，确保了BIM模型里桥梁桩长与地质的高效耦合。

创新点4、二维智能出图尝试

我们对三维模型自动转换成二维CAD图进行了探索，技术上已初步实现了结构图、预应力钢束图和钢筋图三类图纸的自动生成。

T梁智能出图

为了确保出图的规则性，我们制定了9页的绘图标准，对图幅布置、单位、比例、图层、颜色、线型、文字、标注、表格、钢筋编号规则、打印等各个环节均进行严格的定义。

绘图标准

做下来我们感觉难度最大的，是图幅布置的计算和标注。图幅布置采用分块布置、富余均等的原则，测试下来总体感觉比较美观。

而标注的难点在于标注的多样性，就是你不知道你需要标注的对象在哪个位置，以什么样的方式去标注，为此进行了一系列算法的研究，也总结出一定的规律，以上是结构图、钢筋图标注的样图。这项工作还在摸索中，若能成功，我们未来的设计模式将完全颠覆，设计环节在整个工程建设产业链里的统治力，将大大加强。

第四篇 BIM设计总结

本项目通过创建2个已有项目、5个新建项目的BIM模型,连续箱梁的钢筋模型，核查并理顺了7个项目间错综复杂的空间关系，优化了各个施工要点的先后次序，有效的配合了设计工作。

同时对桥梁建模进行了摸索，寻找到一个在设计阶段快速、高效、精准的BIM建模方案；并通过对BIM信息数据处理的研究，使得模型数据的提取、编辑、分析、展示更为充分、便捷；通过CAD识别技术和桩土耦合的研究，二维智能出图尝试，逐步将传统设计模式推向智慧设计模式。

通过这个项目，我们充分认识到，BIM是一个工具、一个平台，后台更需要大量的专业设计人员参与进来，去充实这个工具，改造这个平台，从而提升我们的设计模式。也充分认识到，马云讲 “不是技术让你淘汰，是落后思想让你淘汰”，颠覆我们这个最传统、最古老行业的，一定是与其他行业的融合，而BIM就是不同行业间融合的产物。