BIM建模在工程量复核中的应用.pdf

2023 年第 4 期山东交通科技-119-118-浇箱梁的复核，现浇箱梁的工程量复核工作是最为复杂、最为耗时耗力的部分。2 主要技术实施方案BIM是指创建并利用数字技术对建设工程项目的设计、建造和运营全过程进行管理和优化的过程、方法和技术。它以三维数字技术为基础，以三维模型所形成的数据库为核心，不仅包含了各个专业设计师们的专业设计理念，而且还容纳了从设计到施工乃至建成使用和最终拆除的全过程信息，集成了工程图形模型、工程数据模型以及和管理有关的行为模型，是基于参数化设计的，一个面向对象的、参数化、智能化的建筑物的数字化表示，支持建设工程中的各种运算，且包含的工程信息都是相互关联的。它实现了“模型等于图纸”“模型高于图纸”的目标，具有可视性、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。三维数字技术应用先进的参数化建模，实现建筑工程的实体建模。AutodeskRevit是欧特克公司推出的众多三维建模软件中的一款应用较为广泛的三维建模软件，以其简单易学、参数化建模、可协同性等特性受到广大设计和工程人员的青睐。Revit可以对模型构件添加工程信息，比如施工进度、造价和材料信息等，还可以利用明细表功能对模型进行工程量统计，比如混凝土方量、钢筋用量等。应用2016版本Revit软件，通过建立三维模型来对华山高架桥530m现浇箱梁的混凝土用量进行复核。3 BIM 技术在工程量复核中的应用Revit建模首先建立好标高轴网，以确定构件在空间中的位置，然后将相关数据载入项目文件中，按照各个构件的标高和空间位置相应进行组合形成三维模型，实现现浇箱梁混凝土方量的计算复核。（1）根据CAD图纸制作箱梁各个截面的轮廓族。（2）新建结构框架梁和支撑命令，然后载入轮廓族，执行放样融合命令绘制箱梁族。（3）重复步骤（1）（2）分别建立530m箱梁第1孔至第5孔箱梁，第3孔施工缝两侧分别建立箱梁。（4）新建项目文件，通过插入载入族命令将建立的各个箱梁载入项目文件中，并对箱梁族进行布置，创建华山高架桥上部530m箱梁结构模型，并对箱梁添加文字属性信息以方便统计混凝土信息。（5）通过明细表功能统计箱梁混凝土用量，执行视图明细表命令，按照如下步骤执行：选择明细表字段；得到箱梁混凝土体积；导出明细表；导出的明细表文件为txt格式，可通过Excel导入外部数据命令转换为Excel表格，方便进行编辑。（6）通过空心剪切命令编辑箱梁族，获得第一次浇筑箱梁混凝土体积，按照如下步骤执行：绘制放样路径；编辑放样轮廓；完成模型；载入项目中；生成明细表；导出明细表，转换文件格式，最后得到530m标准段混凝土方量统计，见表1。表 1 530m 标准段混凝土方量统计位置530 m梁总量（未考虑钢筋）530 m 梁一次浇筑（未考虑钢筋）530 m 梁二次浇筑（未考虑钢筋）体积/m3体积/m3体积/m3第1孔511.93262.96248.97第2孔495.10248.52246.58第3孔495.11248.52246.59第4孔 施工缝小108.4662.3746.09第4孔 施工缝大392.57190.85201.72第5孔511.94262.96248.984 结语（1）BIM建模运用到工程量复核中可以有效地改善传统手工算量、工程量表格计算软件、二维图形构件计算软件等算量方式中存在的不足，对于提升工程量复核的水平、提高工作效率具有积极意义。将BIM技术应用到工程量复核中，由于建模中各构件的规格、尺寸信息均按照设计图纸录入，业主、设计院、审计单位和施工单位在建模过程中的录入数据是一致的，导出的工程量也必然是一致的，有效地减少了工程量核对时间。（2）利用BIM建模进行工程量复核将成为工程量复核的发展趋势，将有效提高工作效率和质量以及工程量复核的深度和准确度，避免因工程量复核计算的问题引起各方的纠纷，也将促使整个建筑工程行业的工程量复核工作变的更加透明、有序、合理和准确，减少后续竣工审计工作的大量繁冗工作，有助于提高项目最终成本效益的准确性。参考文献：1 杨佳,饶俊辉.基于BIM的铁路站房工程精细化管理平台构建J.天津建设科技,2022,32（6）:34-36.2 吴伟令,王奕彤,褚鹏.BIM交通模拟技术在施工交通组织设计中的应用J.价值工程,2022,41（36）:139-142.3 张磊强.桥梁BIM设计建模应用探究J.江苏建材,2022（6）:44-45.（下转第124页）BIM 建模在工程量复核中的应用杨永奇1，陈俊玮2，马明畅2，王振军2（1.山东高速股份有限公司，山东 淄博 255000；2.山东省交通科学研究院，山东 济南 250031）摘要：对BIM技术的三维图形算量原理进行了分析研究，并提出了建模法和数据导入法的确定方法，通过计算机绘制出各构件的模型图，设置清单和计算规则。基于几何数学原理自动计算工程量。结果表明，计算机界面输入各构件相关数据，可以构建起整个构件的建筑模型，根据建好的模型进行工程量计算，极大地提高了工作效率，减少了复核人员的计算量。关键词：BIM建模；工程量；建筑模型；数据信息中图分类号：U452.1文献标识码：AApplication of BIM modeling in engineering quantity reviewYANG Yongqi1,CHEN Junwei2,MA Mingchang2,WANG Zhenjun2（1.Shandong High-speed Company Limited,Shangdong Zibo 255000 China;2.Shandong Transportation Institute,Shangdong Jinan 250031 China）Abstract:Theprincipleof3DgraphiccalculationinBIMtechnologywasanalyzedandstudied,andthedeterminationmethodsofmodelingmethodanddataimportmethodwereproposed.Themodeldiagramsofeachcomponentweredrawnbycomputer,andthelistandcalculationruleswereset.Basedontheprinciplesofgeometricmathematics,theengineeringquantityisautomaticallysettled.Theresultsshowthatbyinputtingrelevantdataofeachcomponentintothecomputerinterface,abuildingmodeloftheentirecomponentcanbeconstructed,andtheengineeringquantitycanbecalculatedbasedonthebuiltmodel,greatlyimprovingtheefficiencyofworkandreducingthecalculationworkloadofreviewers.Key words:BIMmodeling;engineeringquantity;architecturalmodel;datainformation0 引言随着计算机的不断普及，各种各样的算量软件不断出现，工程量复核工作效率得到有效提高，比如工程量表格计算软件、二维图形构件计算软件以及BIM技术。算量软件的应用极大地提高了工程量复核效率，但仍存在一些不足。工程量表格计算软件通过在软件中输入算量公式，程序将自动进行汇总计算，该软件的好处在于易于修改且上手较快，符合计算习惯，但工程量复核人员必须边翻阅图纸边输入数据，同时需考虑关联构件间的扣减关系，还需列出各构件的计算公式，计算仍比较复杂。二维图形构件计算软件不仅能把结构物的各构件按标准绘制出来，还可以根据工程图纸的构件模型输入尺寸及信息，软件可以自动算量，该方式比表格输入法工作效率有所提高，减少了计算公式的输入量，但由于计算数据的利用率不高，构件也相对单一，无法满足实际中出现的异型构件的工程量计算。基于BIM技术的三维图形算量软件主要有建模法和数据导入法。建模法可以通过计算机绘制出各构件的模型图，软件还可以根据设置清单和计算规则，在充分利用几何数学原理的基础上自动结算工程量。在计算机界面输入各构件相关数据，构建起整个构件的建筑模型，根据建好的模型计算工程量，极大地提高了算量的工作效率，减少了复核人员的计算量。1 工程概况华山高架桥是济青改扩建第六标段小许家以西段三座特大桥之一，位于华山互通与零点互通之间，全长4365.12m，高架桥桥面总宽41.5m，为减小上部结构箱梁宽度，分幅布置，单幅箱梁宽度20.25m，采用单箱三室预应力混凝土连续箱梁结构，外腹板为斜腹板，主梁采用支架浇筑。全桥钻孔灌注桩1170根，承台583座，墩柱576棵，桥台4座，现浇箱梁双幅各32联；混凝土用量37.2万m3，钢筋用量4.98万t，钢绞线用量4296.1t。华山高架桥的工程量复核工作相对单一，主要是承台、墩柱、现收稿日期：2022-12-27作者简介：杨永奇（1980），男，山东淄博人，高级工程师。2023 年第 4 期山东交通科技-119-118-浇箱梁的复核，现浇箱梁的工程量复核工作是最为复杂、最为耗时耗力的部分。2 主要技术实施方案BIM是指创建并利用数字技术对建设工程项目的设计、建造和运营全过程进行管理和优化的过程、方法和技术。它以三维数字技术为基础，以三维模型所形成的数据库为核心，不仅包含了各个专业设计师们的专业设计理念，而且还容纳了从设计到施工乃至建成使用和最终拆除的全过程信息，集成了工程图形模型、工程数据模型以及和管理有关的行为模型，是基于参数化设计的，一个面向对象的、参数化、智能化的建筑物的数字化表示，支持建设工程中的各种运算，且包含的工程信息都是相互关联的。它实现了“模型等于图纸”“模型高于图纸”的目标，具有可视性、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。三维数字技术应用先进的参数化建模，实现建筑工程的实体建模。AutodeskRevit是欧特克公司推出的众多三维建模软件中的一款应用较为广泛的三维建模软件，以其简单易学、参数化建模、可协同性等特性受到广大设计和工程人员的青睐。Revit可以对模型构件添加工程信息，比如施工进度、造价和材料信息等，还可以利用明细表功能对模型进行工程量统计，比如混凝土方量、钢筋用量等。应用2016版本Revit软件，通过建立三维模型来对华山高架桥530m现浇箱梁的混凝土用量进行复核。3 BIM 技术在工程量复核中的应用Revit建模首先建立好标高轴网，以确定构件在空间中的位置，然后将相关数据载入项目文件中，按照各个构件的标高和空间位置相应进行组合形成三维模型，实现现浇箱梁混凝土方量的计算复核。（1）根据CAD图纸制作箱梁各个截面的轮廓族。（2）新建结构框架梁和支撑命令，然后载入轮廓族，执行放样融合命令绘制箱梁族。（3）重复步骤（1）（2）分别建立530m箱梁第1孔至第5孔箱梁，第3孔施工缝两侧分别建立箱梁。（4）新建项目文件，通过插入载入族命令将建立的各个箱梁载入项目文件中，并对箱梁族进行布置，创建华山高架桥上部530m箱梁结构模型，并对箱梁添加文字属性信息以方便统计混凝土信息。（5）通过明细表功能统计箱梁混凝土用量，执行视图明细表命令，按照如下步骤执行：选择明细表字段；得到箱梁混凝土体积；导出明细表；导出的明细表文件为txt格式，可通过Excel导入外部数据命令转换为Excel表格，方便进行编辑。（6）通过空心剪切命令编辑箱梁族，获得第一次浇筑箱梁混凝土体积，按照如下步骤执行：绘制放样路径；编辑放样轮廓；完成模型；载入项目中；生成明细表；导出明细表，转换文件格式，最后得到530m标准段混凝土方量统计，见表1。表 1 530m 标准段混凝土方量统计位置530 m梁总量（未考虑钢筋）530 m 梁一次浇筑（未考虑钢筋）530 m 梁二次浇筑（未考虑钢筋）体积/m3体积/m3体积/m3第1孔511.93262.96248.97第2孔495.10248.52246.58第3孔495.11248.52246.59第4孔 施工缝小108.4662.3746.09第4孔 施工缝大392.57190.85201.72第5孔511.94262.96248.984 结语（1）BIM建模运用到工程量复核中可以有效地改善传统手工算量、工程量表格计算软件、二维图形构件计算软件等算量方式中存在的不足，对于提升工程量复核的水平、提高工作效率具有积极意义。将BIM技术应用到工程量复核中，由于建模中各构件的规格、尺寸信息均按照设计图纸录入，业主、设计院、审计单位和施工单位在建模过程中的录入数据是一致的，导出的工程量也必然是一致的，有效地减少了工程量核对时间。（2）利用BIM建模进行工程量复核将成为工程量复核的发展趋势，将有效提高工作效率和质量以及工程量复核的深度和准确度，避免因工程量复核计算的问题引起各方的纠纷，也将促使整个建筑工程行业的工程量复核工作变的更加透明、有序、合理和准确，减少后续竣工审计工作的大量繁冗工作，有助于提高项目最终成本效益的准确性。参考文献：1 杨佳,饶俊辉.基于BIM的铁路站房工程精细化管理平台构建J.天津建设科技,2022,32（6）:34-36.2 吴伟令,王奕彤,褚鹏.BIM交通模拟技术在施工交通组织设计中的应用J.价值工程,2022,41（36）:139-142.3 张磊强.桥梁BIM设计建模应用探究J.江苏建材,2022（6）:44-45.（下转第124页）BIM 建模在工程量复核中的应用杨永奇1，陈俊玮2，马明畅2，王振军2（1.山东高速股份有限公司，山东 淄博 255000；2.山东省交通科学研究院，山东 济南 250031）摘要：对BIM技术的三维图形算量原理进行了分析研究，并提出了建模法和数据导入法的确定方法，通过计算机绘制出各构件的模型图，设置清单和计算规则。基于几何数学原理自动计算工程量。结果表明，计算机界面输入各构件相关数据，可以构建起整个构件的建筑模型，根据建好的模型进行工程量计算，极大地提高了工作效率，减少了复核人员的计算量。关键词：BIM建模；工程量；建筑模型；数据信息中图分类号：U452.1文献标识码：AApplication of BIM modeling in engineering quantity reviewYANG Yongqi1,CHEN Junwei2,MA Mingchang2,WANG Zhenjun2（1.Shandong High-speed Company Limited,Shangdong Zibo 255000 China;2.Shandong Transportation Institute,Shangdong Jinan 250031 China）Abstract:Theprincipleof3DgraphiccalculationinBIMtechnologywasanalyzedandstudied,andthedeterminationmethodsofmodelingmethodanddataimportmethodwereproposed.Themodeldiagramsofeachcomponentweredrawnbycomputer,andthelistandcalculationruleswereset.Basedontheprinciplesofgeometricmathematics,theengineeringquantityisautomaticallysettled.Theresultsshowthatbyinputtingrelevantdataofeachcomponentintothecomputerinterface,abuildingmodeloftheentirecomponentcanbeconstructed,andtheengineeringquantitycanbecalculatedbasedonthebuiltmodel,greatlyimprovingtheefficiencyofworkandreducingthecalculationworkloadofreviewers.Key words:BIMmodeling;engineeringquantity;architecturalmodel;datainformation0 引言随着计算机的不断普及，各种各样的算量软件不断出现，工程量复核工作效率得到有效提高，比如工程量表格计算软件、二维图形构件计算软件以及BIM技术。算量软件的应用极大地提高了工程量复核效率，但仍存在一些不足。工程量表格计算软件通过在软件中输入算量公式，程序将自动进行汇总计算，该软件的好处在于易于修改且上手较快，符合计算习惯，但工程量复核人员必须边翻阅图纸边输入数据，同时需考虑关联构件间的扣减关系，还需列出各构件的计算公式，计算仍比较复杂。二维图形构件计算软件不仅能把结构物的各构件按标准绘制出来，还可以根据工程图纸的构件模型输入尺寸及信息，软件可以自动算量，该方式比表格输入法工作效率有所提高，减少了计算公式的输入量，但由于计算数据的利用率不高，构件也相对单一，无法满足实际中出现的异型构件的工程量计算。基于BIM技术的三维图形算量软件主要有建模法和数据导入法。建模法可以通过计算机绘制出各构件的模型图，软件还可以根据设置清单和计算规则，在充分利用几何数学原理的基础上自动结算工程量。在计算机界面输入各构件相关数据，构建起整个构件的建筑模型，根据建好的模型计算工程量，极大地提高了算量的工作效率，减少了复核人员的计算量。1 工程概况华山高架桥是济青改扩建第六标段小许家以西段三座特大桥之一，位于华山互通与零点互通之间，全长4365.12m，高架桥桥面总宽41.5m，为减小上部结构箱梁宽度，分幅布置，单幅箱梁宽度20.25m，采用单箱三室预应力混凝土连续箱梁结构，外腹板为斜腹板，主梁采用支架浇筑。全桥钻孔灌注桩1170根，承台583座，墩柱576棵，桥台4座，现浇箱梁双幅各32联；混凝土用量37.2万m3，钢筋用量4.98万t，钢绞线用量4296.1t。华山高架桥的工程量复核工作相对单一，主要是承台、墩柱、现收稿日期：2022-12-27作者简介：杨永奇（1980），男，山东淄博人，高级工程师。-125-李 炎：紧邻城市繁忙道路深基坑中的钢板桩方案研究-124-滨州黄河大桥气象预警及凝冰处置系统研究孙 凡，王文华，杨 丽（山东高速滨州发展有限公司，山东 滨州 256600）摘要：针对高速公路重要桥梁和特长大桥冬季除雪防滑面临的融雪剂撒布不及时、传统养护作业安全事故频发、传统融雪剂对桥梁构件腐蚀等问题，采取设置气象预警及凝冰自动化处置两个子系统，确保在不影响车辆安全行驶的前提下，对公路凝冰进行预测和处置，以提高公路除雪防滑作业效率，有效避免养护作业事故的发生。关键词：桥梁工程；除雪防滑；高速公路安全；智能交通中图分类号：U455文献标识码：AStudy on meteorological warning and ice disposal system of Binzhou Yellow River bridgeSUN Fan,WANG Wenhua,YANG Li（Shandong Hi-speed Binzhou Development Co.,Ltd.,Shandong Binzhou 256600 China）Abstract:Duetotheuntimelydistributionofsnowmeltingagentinwintersnowremovalandanti-skidofimportantbridgesandextra-longbridgesonexpressways,frequentsafetyaccidentsintraditionalmaintenanceoperations,problemsfacedbycorrosionofbridgecomponentscausedbytraditionalsnowmeltingagent.Twosubsystemsofmeteorologicalearlywarningandautomaticicedisposalareadopted,ensurethatthesafedrivingofthevehicleisnotaffected,anticipateanddisposeofroadice,toimprovetheefficiencyofsnowremovalandanti-skidoperationonhighways,effectivelyavoidmaintenanceaccidents.Key words:bridgeworks;snowremovalandanti-skid;expresswaysafety;intelligenttransportation0 引言滨州黄河大桥位于G25长深高速，是国家干线公路上重要的桥梁，年平均日交通量22500pcu/d。冬季雨雪天气下，道路结冰对行车安全产生影响，传统除雪防滑养护作业方式效率低下，除雪效果不佳，且存在安全隐患。1 桥梁概况滨州黄河大桥全长为 1 698.4 m，主桥为（422+3002+422）m三塔双索面预应力混凝土斜拉桥，桥面全宽32.8m。大桥由主桥和南、北引桥组成，北引桥和南引桥分别为642m和1642m预应力连续箱梁，全宽27.5m。桥梁起点桩号K1299+302，终点桩号K1301+000。2 高速公路除雪工作面临问题及需求据公安部交通安全研究中心统计，超过22%的交通事故是由恶劣天气引起的1。因此，交通领域的精准气象预报，将直接关系到人民生命与财产安全，将天气状况和预报可视化，实现气象保障与智能交通无缝衔接，是构建和谐社会、保障交通安全畅通的一条重要途径。针对冰雪、大雾等极端天气，管养部门建立了训练有素、快速反应的处置组织机构和工作机制。但是桥面却因为恶劣天气路面结冰，带来了非常大的安全隐患，影响了整体的服务质量和形象，也为大桥的现代化管理提出了严峻挑战。3 自动凝冰系统总体构成3.1 交通气象预警预报子系统3.1.1 系统概述交通气象预警预报系统基于GIS地理信息和气象大数据建立，以高速公路气象站数据、路面状况数据和设备状态信息采集为基础，以气象部门大数据为依托，结合路段热谱地图数据分析，向高速公路管理者提供分钟级、公里级气象预报，全面的灾害信息预警、趋势预报，可量化的精准数据为交通管制提供决策依据，以实现高速公路气象的全面监测和动态管理，提前布置处置策略，降低了高速公路的事故率，提高了高速公路的利用效率和经济效益。收稿日期：2022-12-08作者简介：孙凡（1987），男，山东滨州人，工程师。五、方案七均能满足基坑支护的各项要求。考虑尽量增大内支撑间距，提高施工便利性的要求，推荐采用方案七作为基坑支护方案。3.2 设计参数影响性分析九种基坑支护方案的稳定性及拉森钢板桩的截面抗弯、侧向位移均满足设计要求，沉降变形是确定基坑支护方案的关键因素。基于上述计算结果，将沉降变形作为控制因素，分析横向内支撑间距、钢板桩嵌固深度对基坑沉降变形的影响程度。3.2.1 内支撑间距影响分析（1）当基坑深度为5m、横向支撑间距为5m时，嵌固深度由3m增长到5m，基坑沉降变形增长率分别为20.9%、7.0%。（2）当基坑深度为5m、横向支撑间距为7.5m时，嵌固深度由3m增长到5m，基坑沉降变形增长率分别为21.1%、7.9%。（3）当基坑深度为5m、横向支撑间距为10m时，嵌固深度由3m增长到5m，基坑沉降变形增长率分别为22.2%、9.5%。通过基坑沉降变形增长率分析可知，随着横向内支撑间距的增大，不同嵌固深度下沉降变形的增长率不断增大，平均增大幅度约9.9%。3.2.2 钢板桩嵌固深度影响分析（1）当基坑深度为5m、嵌固深度为3m时，横向支撑间距由5m增长到10m时，基坑沉降变形增长率分别为2.9%、4.4%。（2）当基坑深度为5m、嵌固深度为4m时，横向支撑间距由5m增长到10m时，基坑沉降变形增长率分别为2.8%、3.4%。（3）当基坑深度为5m、嵌固深度为5m时，横向支撑间距由5m增长到 10m时，基坑沉降变形增长率分别为1.9%、1.9%。通过基坑沉降变形增长率分析可知，随着嵌固深度的增大，不同横向内支撑间距下沉降变形增长率不断变小，平均减小幅度约33.7%。综合可得，增加嵌固深度对于减小基坑沉降变小的效果要远大于缩小内支撑间距。在进行紧邻城市繁忙道路或对变形敏感的基坑进行设计时，应将钢板桩嵌固深度作为关键参数进行基坑设计。4 结语本项目紧邻城市繁忙道路，基坑最大深度为5m，根据工程质地条件，建议采用400170热轧U型钢板桩进行支护，钢板桩嵌固深度5m，钢管支撑采用609mm，内支撑间距10m。通过对九种基坑支护方案的结构分析、基坑变形及稳定性验算得出：增加嵌固深度对于减小基坑沉降变小的效果要远大于缩小内支撑间距。在对紧邻城市繁忙道路或对变形敏感的基坑进行支护时，应将钢板桩嵌固深度作为关键参数进行基坑支护设计。参考文献：1 何世凤.拉森钢板桩在建筑工程深基坑支护施工中的应用探讨J.工程与建设,2020,34（2）:300-301.2 刘伯洋.深基坑施工拉森钢板桩的受力分析J.施工技术,2009,38（S1）:158-160.3 卢健.拉森钢板桩围堰在紧邻繁忙公路桥梁深基坑中的应用J.建材世界,2022,43（2）:140-143.4 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程:JGJ 1202012S.北京:中国建筑工业出版社,2012.（上接第119页）4 林旭,陈海涛,徐斌,等.嵌入路线算法的公路桥梁BIM自动化建模研究J.项目管理技术,2022,20（12）:151-157.5 李仲,杨树英,蔡秋婉.BIM正向设计在EPC项目设计管理中的应用研究J.广东土木与建筑,2022,29（12）:5-9.6 黄炎.BIM技术在公路改扩建设计中的应用J.中外公路,2022,42（6）:255-259.7 陈文镪,陈俊涛,胡伟飞,等.基于Revit二次开发的拱坝参数化建模方法J.水电与新能源,2022,36（11）:31-35.8 朱双颖,陈唤.基于BIM技术精细化工程计量管理模式的研究J.价值工程,2022,41（33）:5-8.9 余珍,李瀛,肖金龙,等.交通运输领域BIM知识图谱构建与可视分析C.北京:机械工业出版社,2022:241-242.