桥梁建设

BIM正向设计——桥梁设计·制造·施工全过程指导

 

根据我国人口现状分析报告,未来几十年内,我国将逐步进入深度老龄化社会,人口红利转化为人口压力,劳动力压力增大。另外,德国的“第四次工业革命”、美国的“智能制造领导联盟”、英国的“工业2050战略”等外部因素不容忽视。政府早在2015年就提出了智能制造的发展方向,路桥行业的智能化建设刻不容缓。

桥梁智能化建造就是创建多种形式的智能化系统。它包括智能设计系统、智能制造系统、智能施工系统。智能化的本质就是让各个系统具有关联性,让前后工序间彼此关联的数据能充分共享,以推动整个建造体系上下游的高效运行。

桥梁智能化建造的基础

桥梁智能化建造的基础是BIM,BIM的核心是信息模型,模型作为信息的载体贯穿项目全生命周期。BIM模型是对桥梁物理客体的数字化表达,各种操作均在计算机中完成,与建筑实体并没有直接的物理联系,但智能化系统所传递的信息都必须以BIM模型作为依托。

BIM技术按照模型精度划分为5个层级,以下简要展示各层级信息的差异——

LOD100:

一般对应于项目规划阶段,用于展示项目总体信息及宏观布局。? ? ? ? ? ??

LOD200:

一般对应于初步设计阶段,用于方案论证,模型展示主要结构、设计意图等。

LOD300:

对应于施工图设计阶段的模型,模型精度达到施工图设计深度,总体上达到所见即所得的要求。原则上应考虑横坡、纵坡、竖曲线等因素,但实际应用过程中暂未考虑。

LOD400:

在LOD300级模型的基础上除须考虑横坡、纵坡、竖曲线等设计线形,还须综合考虑施工方案、原材采购、加工制造工艺等各种因素,用于指导制造、安装过程。

LOD500:

在LOD400级模型的基础上,结合实际施工过程建立竣工模型。该模型可交付给运营维护阶段,在任意位置要求模型与实物一致。

完整的BIM模型耗费大量精力及资源。在工程中应当根据项目阶段及需求,适当选择BIM模型的精度,避免资源浪费。

BIM正向设计

BIM正向设计之所以要强调“正向”,是为了与“BIM翻模”进行区分。目前政策强有力地推广BIM技术,但是基本的专业技术、软件、理念等均不足以支撑全流程的正常运行,业内的工作流程、管理模式无法真正实现BIM技术的价值。设计单位主张应用BIM技术相应的收益无法被认可,投入大于收益,进而被迫以所谓“翻模”应付,而并不符合BIM的真正含义。所以正宗的BIM设计才强调了“正向”二字予以区分。

BIM设计,重要的是数据本身,模型作为数据信息的载体贯穿始终,下游各参建方可以完全以交付的BIM模型作为依据指导生产、施工、运维,这样的成果就可以称得上正宗的BIM设计。

BIM正向设计有以下优势:

第一,设计师专注于设计本身,可以从繁重的二维工作中得以解脱。

第二, BIM技术各专业协同作业,将问题解决在设计阶段,并且其所见即所得的理念,便于指导施工阶段作业,最大程度减少损失。这里有必要提到一种新的工程模式,即IPD模式,下文详述。

第三, BIM一体化设计,参建各方可以实时协调、修改、同步,提升了沟通的效率。

IPD模式

集成产品开发(Integrated Product Development, 简称IPD)是一套产品开发的模式、理念与方法。应用到工程领域,即由业主组织参建各方,在项目开工之前建立完整的BIM模型,无误后再交付指导施工,将更多的精力花费在前期,而不是业内目前强推项目上马后遭遇不可预知的难题。

该模式与BIM技术的概念相辅相成,但最大的阻碍是,该模式将打破路桥行业现阶段的固有惯性设计思维体系,在整个行业推广有一定的阻力,需要整个产业链协同推进。

智能化设计

未来BIM技术的推广应用是不可逆转的趋势, IPD模式也必将随之普及,各协同设计单位建立的BIM模型将经过反复论证及修改,智能化设计的必要性不言而喻。

智能化设计的目的是实现快速建模、快速修改,缩短时间,提高设计效率,目前主要体现在参数化建模。

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