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BIM与土木工程设计创新

  • 发布日期:2018-03-26
  •   来源:铁路BIM联盟
  •   作者:佚名
  • 官方QQ群:559353659、437096402
 
摘 要: 在土木设计领域,我国策略是以信息化带动工业化。美国、日本和欧盟等国拥有发达的 IT 产业,我国尚未实现高度工业化,因此要用BIM为手段带动其发展。

随着全球人口呈指数级增长及生活水平的不断提高,基础设施建设加速进行,全球土木工程项目的数量和规模均不断上升。根据普华永道(PwC)出版的《本工程项目与基础设施支出:2025年展望》,全球每年的基础设施支出将从2012年的4万亿美元增加到2025年的超9万亿美元。

《Global Construction Perspectives》称,受中国和印度经济发展带动,到 2025 年,新兴市场的建设活动将占全球的63%。在土木设计领域,我国策略是以信息化带动工业化。美国、日本和欧盟等国拥有发达的 IT 产业,我国尚未实现高度工业化,因此要用BIM为手段带动其发展。

BIM——好处、挑战、解决方案

BIM拥有实现三维协同设计和用标准数据格式促进沟通的优点,但也存在要求人们改变习惯的难题。新的工作方法会造成内部冲突、流程更改甚至企业瘫痪,设计方案的完善和评估也是一个瓶颈。

项目周期成本也存在风险。在计划经济下,项目的投资回报可以计算得非常精确,由于所有任务都已完全规划好,业主可以完全控制成本。如今,在市场经济下,设计被缩减成只是一个阶段,就像拼图中的一小块,存在许多成本变量。大致来说,关键因素有:项目成本、工程质量、交付时间和成本控制。

对于成本控制,设计院应分4个阶段进行。

在尚未准确把握整个项目状况的情况下,进行初步估计

设计前,编写或商定项目摘要,包括:产品尺寸、形状和外观,以便更好地讨论成本

动工前,提交更可靠的预算

完工时,提交最终成本核算

BIM能精确计算材料和施工成本,从而最大限度确保预算准确性。一般来说,项目成本分为两大类:一类是设计和施工成本,另一类是运营成本。设计和施工成本通常占总成本的20%,运营成本占80%。在设计和施工成本中,设计成本占四分之一(即项目总成本的5%)。因此,设计院必须拥有强大而经济的设计能力,BIM恰能满足这个要求。

引入三维软件和BIM

我国土木工程行业从2005年开始使用计算机辅助设计(CAD)为尖端项目做三维设计。在三维设计中,设计师可以确保整个建设计划中任何设计变更都可以得到执行,从而提高整个工程的精确性。

传统的BIM软件是为建筑开发的,并不针对道路、桥梁、隧道等土木项目,为了填补这片空白,达索系统与上海市政工程设计研究总院合作开发了CATIA土木工程版,其土木项目可视化功能卓越,不仅能展示设计概念,还能确保更高的细节水平,提高每个项目的精度。要以预制图纸上的细节水平展示整个项目,必须要有更强大的BIM能力,处于市场领先水平的3D EXPERIENCE 平台就具备这种能力。

下面我们通过案例进行说明。

赣江二桥

赣江二桥主塔采用“鱼形”设计,与周围景观浑然天成。该桥梁结构复杂,上部为钢结构、下部为混凝土结构、中间为钢混结合段。BIM明确了每位工程师的分工及各自负责的部分。

桥梁设计工作由设计院牵头,不同专业的工程师相互协作。协同设计可清晰地界定和划分工作,协调不同的角色和任务,对整个项目进行无缝管理。

在概念设计阶段,BIM软件让设计师快速创建骨架线等复杂的曲线,甚至支持数字草图平板。骨架线创建好后,构件库成为项目取得成功的关键。构件(如墩、梁、柱等)是智能的、基于规则的参数对象,在库中有着明确的分类。设计师可以从库中选择想要的构件,将它们放到骨架线上,构件就会自动调准尺寸,使之与骨架线相匹配,并以完全协调的方式生成详细的BIM模型。一旦设计师修改骨架线,所有构件都会随之一起更新,从而显著缩短修改时间。

关键词:土木工程 成本控制 三维软件 BIM软件 CATIA土木工程
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