【会员风采】BIM技术赋能交通新基建 ——重庆太洪长江大桥BIM技术应用研发盘点

中铁长江交通设计集团有限公司

BIM的全称是Building Information Modeling，即“建筑信息模型”。作为一种新兴的建筑设计方法，BIM被誉为继CAD之后的第二次设计革命，BIM可以说是三维、四维（空间+时间）甚至更多维度的设计，不仅可以构建建筑物的三维模型，同时还集成了时间等维度信息。

图1 全桥BIM模型鸟瞰图

太洪长江大桥，是重庆“三环十八射多联线”高速公路网规划布局中第十五联线——南川至两江新区高速公路的关键控制性工程，其建设条件特殊、工程规模宏大、构建种类繁多，设计建造面临诸多挑战。为促进大型桥梁建设项目全生命期的工程性能、质量、安全、进度和成本因素的集约化管理，在重庆市交通局的支持下，中铁长江交通设计集团有限公司联合重庆南两高速公路建设有限公司、贵州交通建设集团等单位开展了《太洪长江大桥基于BIM的数字化设计及建造关键技术研究》，经过三年多的努力，取得了系列重大科研成果。

1.首次在重庆高速公路特大桥梁设计建造中应用BIM技术，并建立了《悬索桥BIM模型建模标准及编码标准》。项目首次采用无人机航飞新技术对复杂地形（山区高落差地区）进行精细、快速采集，建立地表数字模型；结合地质勘察数据+BIM技术，构建地质三维模型；参数化建立同类型构件的模型族库，做到快速、高效的正向设计。综合考虑施工过程管理需求，依据 IFD 标准建立了同类型结构桥梁BIM模型分类和编码的企业标准。

图2 无人机航测实景模型

2.BIM技术应用于桥梁正向设计，大大提高了协同设计效率。太洪长江大桥数字化设计和建造在设计过程中科学应用BIM技术实现参数化建模，提高设计效率，极大提高方案优化效率，提升设计方与业主、评审专家以及项目各参与方的沟通效率，减少了往返现场时间约23天，将桥梁设计时间缩短了300个小时，大幅节省设计成本。

图3 全桥钢箱加劲梁参数化模型

3.BIM技术应用于数字化建造施工，降本增效明显。在施工中应用BIM技术实现钢箱梁数字化预拼装，在施工监控中利用激光扫描模型结合BIM设计模型分析桥梁多阶段、多部位的几何变形和线性监测，实现高精度的施工质量控制。搭建了基于BIM的可视化交底及施工管理平台，以进行全桥计量支付、施工进度精准模拟、方量精准计算，切实解决传统施工管理中信息壁垒的问题，提高现场管理效率，节约管理成本180余万元的，缩短建设时间约47天。太洪项目的成功实践以点带面促进了大型桥梁建造智能化管理和桥梁数字档案馆建设。

图4 主塔整体偏差分析

图5 成桥后全桥点云模型

4.研究成果在多个高速公路项目中成功推广应用，并斩获多项行业影响力大奖。太洪长江大桥设计阶段的BIM应用成果已成功推广至重庆奉节至建始高速、开州至云阳高速以及成渝、渝遂、长梁扩建改造等多条高速公路的勘察设计中。搭建的BIM施工管理平台也推广至贵州湄潭至石阡高速公路、镇雄至赫章高速公路、赫章至六盘水高速公路等多条高速公路的施工建设中。

在太洪长江大桥中的实际应用结果表明，BIM技术在大型桥梁乃至交通基础设施项目中的三维正向设计、3D精细GIS模型整合与应用、高精结构模型集成应用、智能化信息管理平台、三维力学监控与预测等方面具有广阔的应用前景。本项目研究深度与应用深度整体达到国际先进水平，先后获得了2020年全球基础设施BIM光辉大赛桥梁组冠军（Winner In The 2020 Year in Infrastructure  Awards Going Digital Award For Bridge）、重庆市第五届建筑信息模型（BIM）应用竞赛一等奖、中国公路学会“交通BIM工程创新奖”二等奖等重要奖项。

图6 获得2020年全球基础设施年度光辉大奖赛桥梁组冠军

图7（ 左） 重庆市第五届BIM应用竞赛一等奖

图8 （右） 交通BIM工程创新奖二等奖  

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编辑| 孙晨

审核| 陈小妮

文章供稿：中铁长江交通设计集团有限公司