文/圖

復(fù)興大橋模型截圖

“京雄高速公路河北段設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用”的依托工程——北京至雄安新區(qū)高速公路（河北段），沿線路網(wǎng)發(fā)達(dá)、水系縱橫、居民密集，具有較大的溝通工作量。此外，北京至雄安新區(qū)高速公路（河北段）還是“智慧公路”的試點(diǎn)項(xiàng)目，為貫徹交通運(yùn)輸部、河北省關(guān)于實(shí)施“基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化”的要求，應(yīng)具備公路工程設(shè)施的數(shù)字化資產(chǎn)，因此在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用勢(shì)在必行。

初步設(shè)計(jì)階段

中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡(jiǎn)稱“中交二公院”）針對(duì)該條高速公路具體情況編制了《建模規(guī)定》，用于協(xié)調(diào)各單位的建模工作，保證模型準(zhǔn)確、高效地匯總和使用，并達(dá)成順利開展多專業(yè)數(shù)字化交付工作的前提條件?；谠O(shè)計(jì)方案，使用中交二公院“路線專家系統(tǒng)”自動(dòng)建模，以三維模型準(zhǔn)確反映設(shè)計(jì)方案，提高工作效率。并憑借路橋方案模型的三維可視化特性，以模型漫游、視頻或圖片展示等手段，將其用于路線、橋梁、互通設(shè)計(jì)方案的展示，以及重要、復(fù)雜工點(diǎn)方案比選研究，協(xié)助工程方案研究決策，以直觀性提高內(nèi)外溝通效率，降低研究、決策的時(shí)間和資金成本。

施工圖設(shè)計(jì)階段

BIM團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)深入?yún)f(xié)同，通過設(shè)計(jì)中間成果可視化、伴隨設(shè)計(jì)建模和“設(shè)計(jì)沖突檢查”提高了工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。北京至雄安新區(qū)高速公路（河北段）橋梁建模面臨墩臺(tái)1900余處、多種上下構(gòu)類型，以及與設(shè)計(jì)協(xié)同過程中設(shè)計(jì)資料多次更新等問題。除用參數(shù)化橋梁標(biāo)準(zhǔn)件外，應(yīng)用團(tuán)隊(duì)還自主研發(fā)了橋梁快速建模工具，由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化快速創(chuàng)建LOD3.0橋梁模型，并同步完成構(gòu)件編碼。路基路面模型由“路線專家系統(tǒng)”自動(dòng)化創(chuàng)建，保證LOD3.0模型的準(zhǔn)確性。通過這些工作，工程模型快速迭代成為可能，讓BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用不再“滯后翻?！?，能夠真正地介入設(shè)計(jì)過程。

此外，根據(jù)全球范圍創(chuàng)意征集后得到的橋梁景觀最終方案，BIM團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還以二維、三維視角相結(jié)合的方式，開展了施工圖設(shè)計(jì)工作。因路線為大半徑平曲線和非對(duì)稱人字形縱曲線組合，復(fù)興大橋近14萬個(gè)鋼構(gòu)件在各跨都存在外觀、尺寸“大同小異”的情況，二維圖紙難以完整展現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。基于路線數(shù)據(jù)和二維結(jié)構(gòu)方案，BIM團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用自行研發(fā)的放樣工具將構(gòu)件與各自三維空間位置準(zhǔn)確匹配，再開展LOD4.0精確度的深化建模，并同步進(jìn)行工程量校核、構(gòu)件碰撞校核、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、圖紙深化等多項(xiàng)應(yīng)用，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、減少了設(shè)計(jì)誤差。利用該應(yīng)用成果的可視化特性，還進(jìn)行了成果展示和技術(shù)交底，提高了溝通效率。

設(shè)計(jì)階段末期

以BIM云平臺(tái)系統(tǒng)為載體，通過《建模規(guī)定》約定的方式將成果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，并在平臺(tái)系統(tǒng)中將工程模型與屬性信息數(shù)據(jù)相互匹配，得到以云服務(wù)形式呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)數(shù)字化成果，實(shí)現(xiàn)基于云服務(wù)對(duì)設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)的多終端訪問、管理和使用。

京雄高速公路（河北段）設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用，通過在設(shè)計(jì)過程中積極推行BIM應(yīng)用，以綜合性三維可視化手段顯著提高了項(xiàng)目?jī)?nèi)外溝通效率，以多專業(yè)深入?yún)f(xié)同切實(shí)提高了BIM應(yīng)用及設(shè)計(jì)工作效率、成果質(zhì)量，以相關(guān)深入應(yīng)用顯著提高了重要、復(fù)雜工點(diǎn)實(shí)施的可行性。

設(shè)計(jì)數(shù)字化成果的交付和向后傳遞，也為建養(yǎng)和“智慧公路”應(yīng)用提供了可靠數(shù)據(jù)源和載體，促進(jìn)工程建設(shè)管理信息化水平提升、工程建設(shè)質(zhì)量提升，有助于控制建設(shè)成本。為京雄高速公路建設(shè)成為綠色低碳、信息智能、開放共享的現(xiàn)代化高速公路提供助力。

BIM技術(shù)在京雄高速公路河北段泗莊樞紐互通的應(yīng)用

作為全橋互通的泗莊樞紐互通，上跨行洪通道和設(shè)計(jì)中的榮烏高速公路新線，其橋梁上構(gòu)有多種類型，并將分期建設(shè)。建設(shè)過程中，管理和施工單位面臨橋梁交叉施工、場(chǎng)地分割使用等復(fù)雜情況。在初步設(shè)計(jì)階段，利用三維方案模型進(jìn)行互通形式比選，檢查互通與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，輔助方案決策。在施工圖設(shè)計(jì)階段，利用“虛擬建造”技術(shù)，對(duì)各類型橋梁，尤其是兩條高速公路項(xiàng)目主線、匝道交叉位置的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造推演，對(duì)其合理工序進(jìn)行核查、驗(yàn)證，提高工序方案的適用性和可行性，其結(jié)果作為施工組織策劃的直接依據(jù)。

中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司的創(chuàng)新力量

該項(xiàng)目的第一完成單位——中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司是“國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)”，長(zhǎng)期致力于交通領(lǐng)域的科技進(jìn)步事業(yè)，建立了相對(duì)完備的研發(fā)創(chuàng)新體系和博士后工作站等高端人才培養(yǎng)體系，科研開發(fā)力量十分雄厚。多年來承擔(dān)了100余項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)以上科研攻關(guān)項(xiàng)目，榮獲各級(jí)科技獎(jiǎng)、發(fā)明獎(jiǎng)150余項(xiàng)。其中，國(guó)家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“GPS、航測(cè)遙感、CAD集成技術(shù)”“山區(qū)高速公路建設(shè)與管理關(guān)鍵技術(shù)”“膨脹土地區(qū)公路勘察設(shè)計(jì)成套技術(shù)”“高寒高地應(yīng)力隧道建造技術(shù)”等9個(gè)項(xiàng)目榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)；自主研發(fā)了公路與互通立交CAD、橋梁智能設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)、隧道與軌道BIM系統(tǒng)、EMP企業(yè)管理信息系統(tǒng)等系列成套的專業(yè)軟件和管理軟件系統(tǒng)；取得了200余項(xiàng)國(guó)家專利；主編《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路水下隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》《高速公路交通工程與沿線設(shè)施改擴(kuò)建設(shè)計(jì)規(guī)范》《高速公路改擴(kuò)建行業(yè)技術(shù)政策》等多項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過長(zhǎng)期的科研開發(fā)工作，公司培養(yǎng)造就了一批優(yōu)秀的科技人才，積累了豐富的科研與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，成為交通建設(shè)行業(yè)一支重要的創(chuàng)新力量。

中交二公院創(chuàng)新體系

互通立交改建改造