课题结题报告复合地层下顶管施工工艺BIM技术建模.docx
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课题结题报告复合地层下顶管施工工艺BIM技术建模
创新课题结题报告
一、课题基本情况及预期目标
1、团队人员基本情况
2、项目基本情况:
兰州项目工程设置3个施工区,分别是金湖穿越段输水管道施工区、长支线段龙醒~顶山输水管道施工区、龙门输水支线段跨龙江输水管道施工区。
两大支线段顶管施工工艺的三维建模,坚持以下建模原则:
(1)统一单位和轴网,项目长度单位为毫米,标高单位为米,条件允许的情况下,按照等比例要求建模。
(2)将BIM模型的精度控制在LOD200以上,模型参数应包括数量、大小、形状、位置和方向,从而进行一般性能化的分析。
(3)建模依据以设计图纸、施工方案为数据来源,建模应保证模型的几何信息和非几何信息与实际相符。
(4)涉及到的场地环境、临建设施应尽可能利用BIM模型直接生成。
3、预期目标:
(1)实现兰州项目顶管施工工艺BIM技术建模;
(2)实现首次使用BIM技术进行可视化交底、施工模拟,指导施工;
(3)培养BIM技术人才,为进一步开展BIM技术课题打好基础;
(4)BIM成果获得2019年浙江省“建工杯”比赛奖项。
(5)对BIM成果进行总结,在核心期刊上发表一篇论文。
二、主要研究内容及研究方法
1、主要研究内容及研究方法:
(1)根据兰州项目的施工图纸、顶管与沉井的施工方案及技术交底中的内容,结合施工现场对顶管施工工艺进行三维建模。
(2)采用BIM(Revit、Navisworks、3DSmax等)软件初步完成顶管施工工艺的主体三维模型,包括沉井、千斤顶、顶管机头等顶管施工布置图中存在的元素。
(3)在施工工艺三维模型上进一步细化,包括内部构造和周边场地环境要素。
(4)进一步完善模型各个元素之间的关系,利用漫游功能或动画软件整合制作出动态工艺模拟视频,整理成果,分析本次课题对施工的影响和意义,做出本次课题的结论,完成课题。
三、主要研究成果、经验总结及创新点。
兰州项目临时场地平面布置图(CAD)
兰州项目长乐2#井(BIM现场施工场布鸟瞰图)
项目指挥部鸟瞰图
沉井浇筑
左视图
沉井脚手架拆除
沉井下沉
顶进压力示意
注浆工艺展示
顶管内部漫游、注浆工艺模拟
1、主要成果
(1)在项目指挥部场地布置中,借鉴上一课题经验,充分利用广联达BIM施工现场布置软件的功能,再结合运用新的BIM软件:
revit、navisworks,将平面抽象的场地布置图转化为立体直观的三维实景图,以更加科学的手段规划布置现场,指导后期施工。
(2)在施工现场安全文明标化建设上,BIM展现出了更加优秀的效果。
还是依托广联达场布、revit结合其他渲染软件,对现场文明标化进行三维设计,进行三维实景漫游,充分还原现场指导现场标化布置,帮助项目部结合模型根据实际情况进行综合改良。
(3)在施工工艺的表达上,我们运用BIM技术,首先将工作井内的工艺设备的安装顺序以可视化的形式展现出来,内容清晰直观,指导性强;其次,根据施工方案内容,模拟了各种工艺管线的综合布置;最后,结合现场实际,将项目施工过程中的主要工艺进行动画模拟,辅以视频剪辑,加上字幕和配音,极大地提升了技术交底的深度和维度。
至此,课题组完成了兰州项目顶管施工工艺的BIM技术建模及相关的工艺动画制作内容,顺利完成了预期目标。
2、遇到的主要难点及经验总结
(1)在进行文明标化三维设计时,我们遇到了2个根本性的问题:
1)在文明标牌的创建上,利用贴花命令创建的标牌无法在渲染软件(fuzor)中正常打开,这严重影响了下一步的动画制作;2)模型文件发送到另外一台电脑时,会出现材质丢失的情况,由于比赛要提交模型文件,不解决这一问题将严重影响比赛成绩。
解决办法:
1)贴花容易丢失是因为渲染软件无法找到标牌图片读取的路径,因此我们利用Revit族的材质属性,用建筑选项卡下的“墙”命令,画出与标牌相同大小的形状,再赋予该形状标牌图片的材质,得到了最终的标牌样式,且不会在后期软件中丢失图片。
2)经过多次试验,我们发现了Revit在材质读取上是跟着磁盘固有路径走的,因此只要保证文件存放的位置和初始建模时存放位置是一致的,那么材质的读取将不会存在丢失问题。
因此我们只需要告知需要解压缩到什么位置去打开模型文件,就解决问题了,如图所示:
不会存在丢失问题。
(2)在沉井浇筑的动画制作中,我们很难把分层浇筑展现出来,只能体现整体一次性浇筑,这不符合施工要求,缺乏真实性。
为了妥善解决这一问题,通过探究,我们想出了在建模的时候把沉井自身拆分成三个不同的族,这样在生长动画中就可以按照时间顺序依次生成了。
(3)在制作顶管施工顶进动画的过程中,刀盘切削的旋转范围总是无法表达准确,导致刀盘无法按照真实轨迹进行旋转。
通过研究探索,我们发现旋转命令的范围是可以精确调整的,先调整好U、V坐标,再缩放旋转范围就可以精准定位需要旋转的部位,完成刀盘切削的仿真模拟工作。
通过本次课题的探究,我们已初步掌握了基础的工艺动画制作技术,能够实现一定程度的工艺仿真模拟和动态漫游,能把场布的全貌和施工工艺内容较好地呈现出来。
3、课题创新点
运用BIM技术进行施工工艺的仿真模拟,可以将静态、平面的信息数据内容进行三维转化,进而有效实现抽象和现实的完美结合。
与此同时,BIM的虚拟仿真技术具有极高的容错功能,且不受时空的约束限制,将其运用到方案评审、预案模拟、技术交底中,可以极大增强信息的交互能力,具有经济、高效的特点。
四、研究成果的科学意义、经济和社会效益、及应用前景,在同行中所处的水平、具备的优势和特色。
(1)科学意义
兰州项目BIM技术的应用,不但提高了项目部的安全文明标准化施工、进度工期控制的深化工作水平,还可以动态化地展示出顶管施工的各项施工流程,以及各项施工计划方案的最终内容,做到了“技术策划先行”的指导方针。
同时BIM小组各成员通过这一课题加深了对BIM技术的理解,提高了建模水平,为日后拓展BIM技术的应用奠定了基础。
(2)经济效益
通过在场地布置或具体施工前,对相关内容进行BIM技术建模,以模型为基础进行方案比选,能够极大降低错误率,减少返工次数,节约工期的同时带来了可观的经济效益。
(3)社会效益及应用前景
住建部近年来一直大力推行BIM技术,兰州项目BIM技术建模的应用是集团公司在新技术领域迈出的又一大步,它的意义十分重大,对改进传统项目管理方法,建立基于BIM应用的施工管理模式和协同工作机制有着重要的促进作用。
未来,BIM技术小组可以通过不断学习,完成课题任务,并将成果加以推广运用,明确施工阶段各参与方的协同工作流程和成果提交内容,明确小组成员职责,形成一套体系,逐步实现施工阶段的BIM集成应用,建立统一数据模型及平台管理,无缝对接、协同、共享,实现工程质量提升,全面提高施工管理水平。
(4)在同行中所处的水平、具备的优势和特色
目前,已加深了对BIM技术的理解和应用,已掌握了BIM技术的三维建模、可视化漫游和工艺仿真应用。
经查阅,在市政顶管工程中BIM应用的有关资料很少,本次课题的成果能够在一定程度上丰富行业内BIM施工应用。
虽在湖州市业内先迈出了步子,但离整体施工行业BIM应用先进水平还有一定差距。
我们团队的成员年轻且富有活力,通过完成课题和参加比赛,部分人员已经具备了较为完善BIM技术应用理念,我们只要坚定信心,加大BIM领域内的合作交流,进一步扩大BIM技术的应用,充分发挥自己的优势和特色,定能在BIM技术推广应用之路上乘风破浪,为大队、集团公司的高质量大发展提供新动力。
五、预期计划的完成情况与存在的问题
(1)已成功实现兰州项目顶管施工工艺BIM技术建模;
(2)已成功实现首次使用BIM技术进行可视化交底、施工模拟,指导施工;
(3)通过课题探究、培训学习培养了BIM技术人才,为进一步发展BIM技术打好基础;
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- 关 键 词:
- 课题 报告 复合 地层 下顶管 施工工艺 BIM 技术 建模