BIM技術(shù)知識(shí)分享：梁體編碼+智能檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)BIM+數(shù)字孿生價(jià)值

特大型裝配式市政項(xiàng)目位于鄭州市主城區(qū)外圍，承擔(dān)城市外圍組團(tuán)與中心城區(qū)的交通轉(zhuǎn)換功能，由大河路、東四環(huán)、南四環(huán)及西四環(huán)組成閉合環(huán)線，路線全長(zhǎng)約90公里?，F(xiàn)狀斷面為主線雙八+雙四輻路組成，改造后斷面主線升級(jí)為地面雙八+高架雙六形式，地面左右兩邊各增設(shè)35米寬綠化系統(tǒng)，外加雙四的輔路系統(tǒng)。項(xiàng)目需改建地面道路86.3km,新建地面道路7km，新建高架59.2km，共66.3km的高架。沿途節(jié)點(diǎn)共涉及27座立交橋，39對(duì)上下匝道出入口，地面平交口151處，跨河橋21座，涉鐵節(jié)點(diǎn)12處，隧道13座。

最大單體市政項(xiàng)目的裝配化施工

該項(xiàng)目無(wú)論從建設(shè)規(guī)模，到設(shè)計(jì)體量，都堪稱全國(guó)乃至世界最大的單體市政項(xiàng)目。設(shè)計(jì)圖紙數(shù)量達(dá)到400萬(wàn)余張，連起來(lái)可以從鄭州鋪到海南。如此高的設(shè)計(jì)體量，使得設(shè)計(jì)圖紙的分類、歸檔，設(shè)計(jì)信息的提取，都存在極大困難。

此外，該項(xiàng)目擁有全國(guó)第一、世界級(jí)都市高架系統(tǒng)稱號(hào)，其中全線80%的大規(guī)模裝配式橋梁技術(shù)應(yīng)用，更是世界首例，因此該項(xiàng)目有著極高的行業(yè)影響力及社會(huì)關(guān)注度，同時(shí)也對(duì)設(shè)計(jì)與施工提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

通過(guò)以上難點(diǎn)，設(shè)計(jì)者提出采用工業(yè)化3.0時(shí)代的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)計(jì)與施工全面推行標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施要求，目的要為項(xiàng)目建設(shè)期間的綠色、環(huán)保、節(jié)約均能起到積極作用。

在組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研以及后續(xù)的BIM設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，必須解決的問(wèn)題是利用BIM模型的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，以打通從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到施工的工程信息有效的傳遞和利用。讓BIM模型真正發(fā)揮其應(yīng)有的工程價(jià)值，也在短時(shí)間內(nèi)，為工程建設(shè)的推進(jìn)提供最佳條件。

團(tuán)隊(duì)架構(gòu)方面，根據(jù)以往項(xiàng)目整合期間經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題的情況，項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，除項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)、資源調(diào)度、總體把關(guān)外，還增設(shè)模型負(fù)責(zé)人和應(yīng)用負(fù)責(zé)人兩個(gè)角色。模型負(fù)責(zé)人分階段通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行整合，階段成果進(jìn)行校對(duì)，在推進(jìn)過(guò)程中保證項(xiàng)目質(zhì)量。應(yīng)用負(fù)責(zé)人除安排后續(xù)應(yīng)用工作外，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，對(duì)模型創(chuàng)建形式、拆分原則等提出前提條件，模型負(fù)責(zé)人根據(jù)實(shí)際情況也可反提條件，二者為相輔相成配合發(fā)展的形式。

60天的時(shí)間里，兵分兩路踏勘與調(diào)研，一部分人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)95平方公里范圍進(jìn)行無(wú)人機(jī)傾斜攝影，另一部分人員分別加入到設(shè)計(jì)聯(lián)合體、梁場(chǎng)生產(chǎn)單位以及施工單位，從一線現(xiàn)場(chǎng)搜集項(xiàng)目的真實(shí)需求出發(fā)，相互探討和學(xué)習(xí)，目的是能夠得以把握項(xiàng)目核心，基于真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，模型需符合項(xiàng)目實(shí)際需求，從而保障應(yīng)用落地。

圖紙數(shù)字化

通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影，先后264架次的有效飛行，沿途布設(shè)520個(gè)高精度像控點(diǎn)，共拍攝34萬(wàn)張照片，并以之生成95平方公里的高精度、具有真實(shí)空間三維坐標(biāo)信息的實(shí)景模型。作為三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料，設(shè)計(jì)師可查看周邊地勘地貌，同時(shí)將地標(biāo)性建筑物從傾斜攝影模型中提取分離，確保每個(gè)地標(biāo)建筑物可作為一個(gè)獨(dú)立Z模型對(duì)象與工程規(guī)劃、建設(shè)、現(xiàn)狀等要素關(guān)聯(lián)融合。

通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)創(chuàng)建了全線共160公里(地面+地上)的道路與橋梁的真實(shí)設(shè)計(jì)模型，每一個(gè)箱室都做到參數(shù)化變動(dòng)，通過(guò)建立模型進(jìn)行參數(shù)化修改，直接生成不同的斷面。比如，自主開發(fā)、創(chuàng)建了19種樹種構(gòu)件，并成功將其導(dǎo)入Bentley系列軟件當(dāng)中，豐富了屬于單位自主的植物庫(kù)同時(shí)也提高了景觀設(shè)計(jì)的便捷性。這些便是BIM設(shè)計(jì)的好處之一。

BIM為項(xiàng)目帶來(lái)的實(shí)際價(jià)值

僅完成三維設(shè)計(jì)是無(wú)法滿足該項(xiàng)目的定位與要求，而是應(yīng)用BIM解決工程中的實(shí)際問(wèn)題，為項(xiàng)目帶來(lái)實(shí)際價(jià)值。

凈空分析、碰撞檢查、承擔(dān)埋深校核

首先是橋梁凈空碰撞檢查，通過(guò)將道路與橋梁的凈空范圍進(jìn)行模擬創(chuàng)建，運(yùn)用BIM軟件自身的碰撞檢查功能進(jìn)行模擬碰撞。通過(guò)軟件篩選，可以自動(dòng)生成具有實(shí)現(xiàn)碰撞節(jié)點(diǎn)的報(bào)告，點(diǎn)擊報(bào)告即可自動(dòng)定位到模型中發(fā)生碰撞的位置。

同時(shí)，對(duì)于橋梁承臺(tái)的埋深進(jìn)行自測(cè)，該環(huán)節(jié)是為橋梁設(shè)計(jì)人員利用BIM軟件快速完成對(duì)承臺(tái)埋深是否合理情況的自校。

BIM出圖

關(guān)于出圖，經(jīng)過(guò)探索與總結(jié)形成了三維出圖操作手冊(cè)，通過(guò)對(duì)BIM軟件的剖切，生成橋梁施工圖紙。軟件的檢索功能可以自動(dòng)識(shí)別所出具的相關(guān)圖紙，并生成實(shí)時(shí)的修改目錄。通過(guò)對(duì)工作空間的部署與調(diào)配，可以將建模人員的工作信息與模型和圖紙實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，便于管理及溯源。

在同一圖面，除傳統(tǒng)二維圖面表達(dá)外，還可增加三維模型實(shí)體展示，該方式將成為新一代設(shè)計(jì)成果交付的主流模式。

無(wú)人機(jī)交通流量分析

利用無(wú)人機(jī)搭載專業(yè)相機(jī)，以深度學(xué)習(xí)的視覺識(shí)別技術(shù)為核心，開發(fā)了專屬的交通量統(tǒng)計(jì)平臺(tái)。對(duì)行駛的機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行拍攝、識(shí)別，將獲取的照片上傳至專業(yè)平臺(tái)提取數(shù)據(jù)，再整合，可完成無(wú)人機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)交通量的工作，大量節(jié)省了設(shè)計(jì)師現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間。所統(tǒng)計(jì)的交通量數(shù)據(jù)可通過(guò)專業(yè)仿真軟件進(jìn)行仿真模擬，其結(jié)果可導(dǎo)入相關(guān)軟件中與BIM模型相匹配，做到真正的三維設(shè)計(jì)與仿真。

梁體編碼

梁體編碼是通過(guò)打通設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工全過(guò)程信息數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，讓BIM可以真正對(duì)各參建方都存在適用性，以打造體系化的工作模式為最終目的。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)每一片梁體進(jìn)行實(shí)體編碼，相當(dāng)于對(duì)每一片虛擬的梁賦予專屬ID。通過(guò)專屬ID對(duì)每一片梁從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)加工和現(xiàn)場(chǎng)施工，再到后期的養(yǎng)護(hù)運(yùn)維都可以精準(zhǔn)的定位與管理。這種定位不僅僅限于建成后的快速查找，還包括將建成后的梁體與設(shè)計(jì)模型或圖紙建立快速對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。同時(shí)管理也不僅限于對(duì)建成后梁體的養(yǎng)護(hù)，而是對(duì)每一片梁的設(shè)計(jì)信息、生產(chǎn)信息、安裝信息、后期養(yǎng)護(hù)信息都可以快捷全面地取得聯(lián)系。管理的價(jià)值不應(yīng)僅是對(duì)眼前的物體，還有更多虛擬的行為與信息。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，從設(shè)計(jì)開始就賦予每一片梁體一個(gè)永久的ID，是該環(huán)節(jié)的核心。

通過(guò)前期對(duì)梁場(chǎng)單位的調(diào)研，針對(duì)梁場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)所需的必要數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的提取和整合，確保兩點(diǎn)之間僅傳送有效數(shù)據(jù)，減少不必要的工作量發(fā)生和垃圾數(shù)據(jù)的傳遞。

梁場(chǎng)單位需專屬的數(shù)字化生產(chǎn)體系，根據(jù)梁體編碼及設(shè)計(jì)信息，對(duì)每一片梁的生產(chǎn)計(jì)劃到儲(chǔ)存運(yùn)輸進(jìn)行管理。同時(shí)通過(guò)添加二維碼，實(shí)現(xiàn)將每一片梁的設(shè)計(jì)信息及生產(chǎn)信息附加至其對(duì)應(yīng)的每一片梁體之上。

施工組織模擬

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)收集的施工組織計(jì)劃，利用施工模擬軟件(Synchro4D)進(jìn)行真實(shí)的施工模擬動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到施工一體化管理方式，提高效率，減少工期，同時(shí)也極大程度地降低了管理難度。

可視化施工交底

在實(shí)施過(guò)程中，利用AR技術(shù)將完成配筋的三維模型與設(shè)計(jì)圖紙相關(guān)聯(lián)，并通過(guò)移動(dòng)端在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)、立體展示，通過(guò)可視化的施工交底，將設(shè)計(jì)模型帶入施工現(xiàn)場(chǎng)。

數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

設(shè)計(jì)——生產(chǎn)——施工的全過(guò)程數(shù)據(jù)傳遞。

總的來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)目中貫徹以工程數(shù)據(jù)全過(guò)程流轉(zhuǎn)為基本目標(biāo)，創(chuàng)建一種將復(fù)雜事項(xiàng)“切豆腐”式分解至若干“豆腐塊”，再直接發(fā)給買豆腐的人的工作方法，信息傳遞是下游的需求供給，再通過(guò)連續(xù)歸納和整理之后形成獨(dú)有的工作模式。

利用這種工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理資產(chǎn)、工藝流程的數(shù)字化表達(dá)，同時(shí)幫助所有參建人員了解和描述所需的工程信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)可視化。查詢其狀態(tài)并分析，形成資產(chǎn)定位，即數(shù)據(jù)的樞紐。通過(guò)為工程數(shù)據(jù)的全生命周期提供高效平臺(tái)，進(jìn)而接近于實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生。

對(duì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，該項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用除提高生產(chǎn)效率等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)外，更高的價(jià)值在于管理層面。通過(guò)對(duì)梁體編碼和智能檢測(cè)手段的結(jié)合，第一次實(shí)現(xiàn)對(duì)全線如此巨大規(guī)模的裝配式橋梁的精細(xì)化管理。可以精確地得知每一片梁從設(shè)計(jì)到加工再到現(xiàn)場(chǎng)安裝的過(guò)程中全部動(dòng)態(tài)，避免了因技術(shù)原因引起的工期和成本浪費(fèi)，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段無(wú)法達(dá)到的，也是數(shù)字孿生概念的價(jià)值所在。

BIM應(yīng)用技術(shù)在建筑行業(yè)的作用逐步上升，有些領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮著無(wú)可替代的作用，BIM技術(shù)的出現(xiàn)將引發(fā)工程建設(shè)領(lǐng)域的第二次數(shù)字革命。以上內(nèi)容就是“BIM技術(shù)知識(shí)分享：梁體編碼+智能檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)BIM+數(shù)字孿生價(jià)值”，更多BIM熱點(diǎn)資訊/教程分享敬請(qǐng)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校!也可點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載領(lǐng)取精品學(xué)習(xí)資料。