水运船闸工程BIM技术全生命运用案例(46页)

上海国际航运服务中心开发有限公司2014-06BIM在水运工程中的应用申报奖项n最佳拓展应用奖n最佳普及应用奖上海国际航运服务中心开发有限公司n 西船闸的整体尺寸45.5m42.5m，净尺寸29.015.02.7m：闸室有效长度宽度槛上水深（-1.8m槛上标高 +0.9m设计低水位），5.2m常态水位闸室水体积3227m3，底面净尺寸461m2n 船闸工程主要有以下五大部分组成：内闸首，外闸首闸室输水廊道排水泵室，排水室活动桥1. 1. 概况1.1 工程概况规划BIM在项目全生命周期中的应用设计施工运营BIM建模场地分析建筑策划方案论证可视化设计协同设计性能化分析工程量统计管线综合施工进度模拟施工组织模拟数字化建造施工现场配合竣工模型交付维护计划资产管理空间管理建筑系统分析灾害应急模拟1. 1. 概况规划BIM在西船闸工程中的应用点设计施工运营BIM建模场地分析建筑策划方案论证可视化设计协同设计性能化分析工程量统计管线综合施工进度模拟施工组织模拟数字化建造施工现场配合竣工模型交付维护计划资产管理空间管理建筑系统分析灾害应急模拟1. 1. 概况2. 西船闸运用BIM的目的和重要意义n 船闸的内部空间极其复杂：是多专业交叉的，各种“管、线、沟、廊”交错布置的异形空间结构参建各单位只通过2D图纸很难读懂图纸、无法建立船闸内部准确的空间和系统概念各专业设计人员通过BIM模型进行整合，找出设计中的“错、漏、碰、缺”，优化设计方案施工总承包单位快速、有效、准确地读懂各专业、各系统的设计图纸，便于审图、技术交底、讨论施组中的总体方案，工序和工艺的各个细节2.1 西船闸运用BIM的目的n 提高工程质量和管理效率是工程建设行业发展的必然趋势，而BIM技术中的“信息化”，“系统化，”“精益化”可以符合这一要求n 船闸建设的工期短，精度和管理要求高，并且参与单位众多，信息传递的流程长，时间长，从而造成信息的丢失，通过BIM将各阶段的数据进行集成，使各方都能及时地获取相应的数据，达到协同设计和管理的目的n 生产过程中积累的数据为以后船闸的运营维护阶段打下基础，方便后期维护，有效延长船闸的使用寿命，降低成本2. 西船闸运用BIM的目的和重要意义n BIM在国内水运工程建设的第一次运用；提高设计、施工、运维管理水平；是水工建设管理的一次革命！n 力求突破现阶段行业内BIM发展的瓶颈，让BIM的核心理念和技术在水工领域深入地应用，体现BIM技术的真正价值n 依据BIM技术和管理理念，以信息化为核心，打造系统化平台，实现精益化管理，综合实现集团的“三化”（信息化、系统化、精益化）建设目标n 为提高集团公司在游艇码头自动化管理中积累实际运作经验2.2 西船闸运用BIM的重要意义2. 西船闸运用BIM的目的和重要意义n业主方编制了基于BIM技术的工作平台规范和流程n成立BIM工作团队（业主，设计，监理，施工总承包，分供商，专业施工单位），确立工作流程3. 西船闸BIM项目实际应用情况 3.1 西船闸BIM项目实施策略前期报审阶段设计阶段施工管理阶段工可报审扩初批复各专业协调管线综合三维打印模型设计交底工程量统计施工方案模拟模版加工复核埋件验收系统BIM建筑信息模型沉浸式漫游设计优化运营管理阶段设备电子档案码头自动化管理平台nBIM工作团队分析西船闸工程建设中碰到的实际问题；n制定BIM技术应用的阶段和内容3. 西船闸BIM项目实际应用情况 3.2 建立西船闸数字模型3. 西船闸BIM项目实际应用情况直观、系统、准确地表达整个船闸各专业（液压、自控、电气等）复杂的机电系统3. 西船闸BIM项目实际应用情况通过BIM模型快速生成西船闸整理和布局渲染效果图3. 西船闸BIM项目实际应用情况3.3 前期报审阶段n 工可报审 整体方案演示水循环方案演示机电方案演示n 扩初批复设计方案可视化展示方案关键内容模拟分析方案数据报表通过BIM模型辅助表达输水廊道设计理念，使得报审材料直观化，便于各方沟通协调3. 西船闸BIM项目实际应用情况内外闸门检修三维模拟动画游艇进出港三维模拟动画3. 西船闸BIM项目实际应用情况3.4 设计阶段n 各专业协调和优化设计根据BIM建模中碰到的CAD图纸问题通过BIM工作联系单反馈给设计，协助设计处理问题,一共24份3. 西船闸BIM项目实际应用情况根据BIM工作联系单整理出图文分析报告一份图面分析报告总图水工金结电气给排水缺失机电设备清单n 各专业协调和优化设计3. 西船闸BIM项目实际应用情况在标高7.1米处液压管线与给排水管线碰撞。解决方案，给排水管线贴管线沟槽底，液压管线稍上调。修改前修改后液压管线排水管线n 管线综合3. 西船闸BIM项目实际应用情况BIM模型与计算机仿真技术相结合，提供了一个互动的虚拟仿真场景，让项目各参与方直观地了解船闸内部整体和局部构造。主廊道、排水泵室内部构造主廊道排水室n 沉浸式漫游3. 西船闸BIM项目实际应用情况 实现对西船闸BIM模型任意角度刨切（X轴，Y轴，Z轴，折线剖），便于项目参与方理解船闸内部结构折线剖n 辅助设计交底3. 西船闸BIM项目实际应用情况n 基于3D打印技术的船闸模型国内水工船闸第一个基于零件打印拼装的3D实体模型，使用光敏树脂作为原材料材料、1：100，精度为0.1mm，可拆卸，共可拆分为六大块三十小块。3. 西船闸BIM项目实际应用情况3.5 施工管理阶段n 工程量统计 西船闸预埋件和预留孔洞统计列表3. 西船闸BIM项目实际应用情况n 工程量统计 3. 西船闸BIM项目实际应用情况模拟原因：检验施工工序是否合理 操作空间 砼分层浇筑与泵安装之间的先后矛盾关系发现问题和解决方案：局部模版安装和拆卸空间尺寸不够，需调整导流板的结构尺寸和施工工艺n 重点工艺-排水泵室施工工艺及工序模拟 3. 西船闸BIM项目实际应用情况重点工艺-排水泵室施工工艺及工序模拟3. 西船闸BIM项目实际应用情况前端输水廊道、主廊道、横支廊道、排水泵室等复杂异型空间的模板工艺设计和校核。难点是空间结构最复杂的前端输水廊道3. 西船闸BIM项目实际应用情况n 复杂多曲面异形模板的设计安装前端输水廊道特点 u异型多曲面u吊装困难，操作空间狭小，精度要求高，施工难度大3. 西船闸BIM项目实际应用情况l设计安装流程：异型多曲面输水廊道设计意图展示、校对 加工工艺方案对比选择 优化设计 辅助模板设计 校核模板设计 模板安装和拆模模拟分析l目标：通过BIM精准无误的表达、生成、模拟、计算，提高工程建造的准确度、减少工程建设的成本。第一步：展示、校对3. 西船闸BIM项目实际应用情况29 第二步： 加工工艺方案对比选择方案一：BIM（Revit + Rhino+ Tekla） + 数控机床 选用沪东船闸为模板加工厂家，技术可行，但经济性太差，且吊装困难。采用6mm钢板，仅钢板重量14.238 T。算上支撑体系，分八块单片吊装困难方案二：BIM （Revit + Rhino） + 可拆卸钢模板技术 技术成熟可靠，经济合理，工期可控 模板可拆卸，东船闸工程可重复利用 有两处曲面拟合过于复杂，需要设计方案优化调整通过技术和实施可行性比较，最终选定方案二为前端输水廊道加工工艺方案3. 西船闸BIM项目实际应用情况30第三步：优化设计，以不影响水力条件和规范要求为前提。优化船闸输水系统中的前段输水廊道轮廓，将原设计中的圆弧倒角均改为200X200直倒角3. 西船闸BIM项目实际应用情况31第四步：辅助模板设计辅助模板设计，复核模板专项施工方案。目的：制作方便、吊装方便、安装准确3. 西船闸BIM项目实际应用情况第五步：校核模板设计3. 西船闸BIM项目实际应用情况第六步：模板安装和拆模模拟分析3. 西船闸BIM项目实际应用情况3. 西船闸BIM项目实际应用情况n 应用成果u 顺利、提前、高质量地完成西船闸输水系统的安装施工u 前端廊道钢模板可重复利用在东船闸建设中，经济技术指标可观n 场地施工模拟，塔吊作业工效及作业半径3. 西船闸BIM项目实际应用情况n 预埋件（孔洞）验收管理信息系统 预埋件、预留孔洞验收管理信息系统 - PPIM（Port Precasting-Units Inspection Modeling）预埋件模型预留孔洞模型3. 西船闸BIM项目实际应用情况功能点一：预埋件（孔洞）列表可以展示预埋件属性，图片，分类，状态等。同时，对预埋件按照安装部位，种类，专业，状态等多个维度进行分组，方便用户查看，选取3. 西船闸BIM项目实际应用情况功能点二：预埋件（孔洞）进度管理系统通过管理预埋件的状态，统计得出预埋件在各种条件下的进度情况，来做进度管理3. 西船闸BIM项目实际应用情况功能点三：规范报表生成系统以规范为基础，并扩展规范，形成各种报表，由项目参与人员填写，并对报表进行归档。3. 西船闸BIM项目实际应用情况功能点四：移动（iPad)验收方式实现预埋件和预留孔洞移动验收方式（iPad），并与埋件二维码技术相结合，提高工作精度和效率3. 西船闸BIM项目实际应用情况项目各方整体流程图：实际应用价值：优化了原有水工预埋件、预留孔洞的验收流程及方法，提高了埋件埋设的精确度，减少返工现象，确保船闸正常运行的大型设备的安装精度，也为后期船闸运维管理提供原始数据的积累。3. 西船闸BIM项目实际应用情况4. BIM辅助项目科研工作4.1 闸室顶支出水孔水力条件数模分析与天科院合作，实现BIM模型和数模共享 - 264个顶支出水孔出水的水力条件数模分析 提供科研单位基础数字模型 配合科研单位开展科研工作 根据修改意见配合出设计修改4.2 实现BIM技术和排水泵室的空间水力模型优化模拟BIM模型辅助”格兰富（韩国）”进行排水泵室优化设计 设计优化结果：取消导流墩台延长导流板改弧形角为直线角 取得的效果：使泵的工作效率提升，防止发生“气蚀”现象 BIM支撑作用：BIM提供三维模型和基础数据信息辅助设计人员进行设计