建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱“BIM”）一詞由Autodesk所創(chuàng)，BIM技術(shù)借助虛擬的三維設(shè)施模型，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，為模型提供和工程信息建設(shè)具有一致性的工程信息庫，貫穿于工程建設(shè)的各個時期，為工程項目建設(shè)各方提供了信息交流與共享的平臺。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，模型在工程項目規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維和行業(yè)管理中的作用越來越大。
BIM不僅帶來現(xiàn)有技術(shù)的進步與更新?lián)Q代，也會推動生產(chǎn)組織模式與管理方式的變革。市市政院致力于山地城市BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的探索，目前已參與建設(shè)了多項BIM技術(shù)應(yīng)用工程項目。其中，由我司新城建所主導參與的渝長高速復線連接道工程BIM技術(shù)應(yīng)用榮獲全球工程建設(shè)業(yè)卓越BIM大賽基礎(chǔ)設(shè)計類別大型項目一等獎、第十一屆“創(chuàng)新杯”建筑信息模型（BIM）應(yīng)用大賽二等獎、重慶第五屆建筑信息模型BIM應(yīng)用競賽二等獎、重慶市第四屆建設(shè)工程BIM大賽二等獎。
▲ 全球工程建設(shè)業(yè)卓越BIM大賽基礎(chǔ)設(shè)計類別大型項目一等獎
01.
項目概況
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項目起于內(nèi)環(huán)大佛寺長江大橋南橋頭立交，止于渝長復線高速公路收費站，全線長約22公里，采用快速路標準，設(shè)計車速60-80km/h，雙向6車道；全線新建互通立交2座（海騰立交、石龍立交）、改建立交2座（大佛寺南橋頭立交、騰龍立交），高架上下匝道10對，設(shè)置隧道4座（唐桂隧道、鐵山坪復線隧道、石馬崗隧道、疏港復線隧道）、跨江大橋1座（黃桷沱大橋，雙層橋梁，上層6車道，下層4車道，大橋主跨720m）。該工程目前已完成施工招標，正在準備施工進場，項目計劃于2022年11月開工，工期為4年。
“渝長高速復線連接道”作為渝長高速復線的快速入城連接通道，屬于重慶市快速路網(wǎng)的重要組成部分。它是打開主城向東的門戶工程，直接串聯(lián)了都市功能核心區(qū)、東部都市功能拓展區(qū)和城市發(fā)展新區(qū)，是主城核心區(qū)對外聯(lián)系的重要快速射線，也是直接聯(lián)系南坪組團、唐家沱組團和魚嘴組團的重要通道。
02.
應(yīng)用難點
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渝長高速復線連接道工程穿越重慶城市密集區(qū)，涉及道路、隧道、橋梁、建筑、結(jié)構(gòu)、交通、管線、景觀所有市政項目專業(yè)，在BIM技術(shù)應(yīng)用方面主要面臨三個難點：
1. 山城地質(zhì)條件復雜，設(shè)計需綜合考慮現(xiàn)狀和周邊情況，選線難度大。
2. 項目交通形式、涉及專業(yè)眾多，整體體型復雜。
3. 項目動遷、翻交工況復雜，造成施工組織難度極大。
03.
應(yīng)用目標
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為解決本項目主要建設(shè)難點，結(jié)合實際需求，市市政院制定了以下三個BIM應(yīng)用目標：
1. 建立完整場地和現(xiàn)狀三維模型，進行三維動態(tài)可視化選線，確定最合理方案。
2. 運用BIM技術(shù)進行全專業(yè)、數(shù)字化協(xié)同正向設(shè)計，提升設(shè)計質(zhì)量，并計劃節(jié)約設(shè)計周期10%。
3. 通過BIM技術(shù)進行施工期間交通組織模擬，提前發(fā)現(xiàn)方案中存在的問題，并及時優(yōu)化、調(diào)整導改方案。
04.
BIM設(shè)計全過程解決方案
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重慶地貌以丘陵、山地為主，其中山地占76%，有“山城”之稱，市市政院根據(jù)山地城市復雜市政項目的特征，為渝長高速復線連接道工程量身打造了BIM設(shè)計全過程解決方案。該方案貫穿設(shè)計、施工、運維三大階段，能夠同時滿足設(shè)計單位、施工企業(yè)、建設(shè)業(yè)主、行政主管部門的BIM需求。通過本項目，市市政院同時建立了一套完整的市政項目BIM設(shè)計流程，指導山地城市大型市政項目的BIM設(shè)計工作，為行業(yè)樹立了標桿。
（1）正向階段BIM應(yīng)用
在設(shè)計階段，本項目實現(xiàn)了BIM技術(shù)在市政工程中的正向設(shè)計。
第一，項目組利用測量地形、建設(shè)紅線、無人機航飛正射影像、傾斜攝影單體建構(gòu)筑物模型等數(shù)據(jù)建立真實環(huán)境模型，在真實三維環(huán)境中進行道路選線，橋梁結(jié)構(gòu)選型，并對部分節(jié)點進行方案比選，確定最合理方案，再進行詳細設(shè)計。
第二，完成路線平面、縱斷面、橫斷面詳細設(shè)計工作。對城市核心區(qū)大型立交復雜節(jié)點，將模型導入交通模擬軟件進行交通分析，通過BIM技術(shù)進行三維交通仿真，提前預(yù)測項目建成后的運行效果。模擬車流量通行情況，預(yù)測交通運行狀態(tài)，對各匝道的交通分合流情況和交叉口紅綠燈進行分析，驗證方案合理性。
第三，對于橋梁、隧道、支擋結(jié)構(gòu)段，項目組提取線路數(shù)據(jù)導入Revit進行深化設(shè)計；在Revit中，通過Dynamo參數(shù)化建?？焖偕稍O(shè)計模型。
以大橋懸索和吊索為例，提取設(shè)計參數(shù)，自動生成主索纜曲線，利用已有橋面模型定位曲線，實現(xiàn)參數(shù)化提取鎖甲、吊索、及上桁架錨固點位，并實現(xiàn)空間定位、角度、長度、旋轉(zhuǎn)等各類參數(shù)自動計算，完成橋體索纜、吊索等參數(shù)化建模。
第四，市市政院對項目范圍內(nèi)復雜節(jié)點進行了深化及三維出圖，包含橋塔、索鞍、擋墻、市政管網(wǎng)、附屬設(shè)施等構(gòu)件，保證了圖紙質(zhì)量，提升了出圖效率。
（2）施工階段BIM應(yīng)用
施工模擬
本項目施工環(huán)境復雜，包含跨長江架橋、穿山穿城隧道以及與既有立交的互通施工等，施工難度極大，通過BIM技術(shù)仿真模擬施工過程，對施工方案進行分析與優(yōu)化，確保施工方案的可施工性，大大降低了施工過程中的返工率，縮短工期，節(jié)省建安費用。
施工期間交通組織
交通導改通過模擬施工期間車流量通行情況，對導改方案進行論證，提前發(fā)現(xiàn)方案中存在的問題及隱患，及時調(diào)整，確保交通導改方案的合理性與可實施性。
BIM施工管理平臺應(yīng)用
平臺采用BIM技術(shù)+項目管理+物聯(lián)網(wǎng)集成，定制化部署項目管理系統(tǒng)。以BIM模型為基礎(chǔ)，結(jié)合項目管理流程，實現(xiàn)了項目施工階段的質(zhì)量管理、安全管理、進度管理、技術(shù)管理、物資管理、拆遷管理、智慧工地等與BIM模型之間的高度融合，并實現(xiàn)PC端和移動端協(xié)同應(yīng)用。通過平臺實現(xiàn)管理數(shù)據(jù)集成、分析、共享、過程追蹤和預(yù)警，有效提高了項目精細化管理和智慧決策水平，實現(xiàn)基于BIM的創(chuàng)新型項目施工管理模式。
05.
BIM應(yīng)用成效
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渝長高速復線連接道工程線路長、專業(yè)多、投資高、工程復雜性極高，基于本項目的BIM應(yīng)用，市市政院完成了山地城市基礎(chǔ)設(shè)施項目BIM設(shè)計全過程解決方案，也建立了一套適用于山地城市的完整BIM應(yīng)用流程和方法，引領(lǐng)山地城市復雜環(huán)境下大型市政工程BIM應(yīng)用發(fā)展。
1. 提升工作效率
項目全面建成22公里BIM模型，包含1座公軌兩用跨長江特大橋，1座3.8公里穿山穿城隧道，6座大型互通立交和2座地下立交，完成了從方案至施工圖全設(shè)計階段BIM應(yīng)用；通過三維傾斜攝影技術(shù)和參數(shù)化技術(shù)的大量運用，完善建模方法，提高了BIM出圖效率，節(jié)約設(shè)計周期11%。
2. 提供決策依據(jù)
在BIM施工管理階段，通過BIM比選、分析、統(tǒng)計等各種功能應(yīng)用，為市政府、審批方、業(yè)主方、專家組提供方案決策依據(jù)，提升管理水平。
3. 提高工程效益
項目從設(shè)計到施工階段，全程采用BIM技術(shù)，優(yōu)化施工期間交通，擁堵率下降6.3%；優(yōu)化施工工藝，縮短工期約97天；優(yōu)化結(jié)構(gòu)碰撞447處；節(jié)約各種材料費、管理費約1620萬元，帶來了巨大的工程效益。
渝長高速復線連接道工程BIM技術(shù)應(yīng)用近年來榮獲多項國際、國內(nèi)BIM獎項，是市市政院BIM探索與建設(shè)事業(yè)的一次重大突破。市市政院將BIM技術(shù)應(yīng)用貫穿于整個工程項目生命周期之中，把市政業(yè)務(wù)流程和表達市政工程本身的信息更好地集成，提高了工程設(shè)計與建設(shè)的效率。我們將繼續(xù)提升設(shè)計理念，轉(zhuǎn)變設(shè)計思維模式，在BIM技術(shù)應(yīng)用的道路上不斷探索前行，致力于為人們打造舒適城市環(huán)境。
