BIM技术在228国道灌江口大桥运营养护平台中的应用研究

DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2019.01.001

CHINA MUNICIPAL ENGINEERING

李 苏 生1，陈 春 风2，张 驰3

[1. 江苏省盐城市公路管理处，江苏 盐城 224000；2.深圳市仁用电子系统有限公司，广东 深圳 518001；

3. 彦云网络科技（上海）有限公司，上海 201210]

摘要：研究BIM技术在桥梁运营养护中的应用，以228国道灌江口大桥为依托，采用Autodesk Revit建立大桥BIM模型，基于BIM开发桥梁3D运营养护平台，实现各种检测器采集相关数据和日常维护数据的汇聚。对汇聚的数据处理应用，为大桥的监测运营、日常养护、应急处置提供立体化、全息化的数据分析及辅助决策支持。关键词：桥梁BIM；运营养护平台；数据汇聚；辅助决策

中图分类号：U445.7 文献标志码：B 文章编号：1004-4655（2019）01-0001-03

近年来，我国桥梁建造飞速发展，截至2017年末，全国公路桥梁已达83.25万座[1]。但与桥梁的建造速度相比，桥梁运营维护信息化水平尚不先进，还处于管理手段机械化、危害记录平面化、资料管理台账化的静态管理状态[2]。以228国道灌江口大桥为依托，采用Autodesk Revit对大桥建立BIM（Building Information Modeling）模型，基于BIM开发桥梁3D运营养护平台，实现多种检测器采集相关数据和日常维护数据的汇聚，对汇聚的数据分析应用，为大桥的监测运营、日常养护、应急处置提供信息化数据辅助决策支持。1 228国道灌江口大桥立体化运行监测需求

灌江口大桥是G228临海高等级公路节点工程（见图1），连接连云港（灌南）和盐城两市的东部桥梁，于2015年7月8日正式开通。灌江口大桥位于江苏省东北部，东距黄海7 km，北起新沂河南岸，经灌南堆沟村，跨越灌河，止于响水陈家港以北，全线长7.4 km。其中，大桥长4.366 km，主桥为跨径400 m斜拉桥，引桥为预应力混凝土梁桥，双向6车道；接线长3.278 km，双向4车道。

全线采用一级公路标准，设计时速100 km/h。

图1 228国道灌江口大桥实景图

228国道开通以来，通行量急剧增加，日均车流量突破1万辆。截至2017年9月统计数据，响水陈家港段通行量突破日均3万辆，大部分为运输货车。因此，急需对桥梁开展智能化管理，通过建立基于BIM可视化的桥梁3D运营养护平台，对大桥桥体状态、通行状况进行实时监控，为大桥运营维护人员提供数字化、智慧化的服务。2 桥梁BIM模型建立

以桥梁竣工图纸为基础，结合无人机航拍周边地形等数据，采用Autodesk公司的Revit系列软件，建立整体精度为LOD300的大桥BIM模型。2.1 BIM模型的精度

模型的细致程度（Level of Details，简称LOD），描述一个BIM模型构件单元从最低级的近

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收稿日期：2018-11-30

第一作者简介：李苏生（1980—），男，硕士，主要从事智慧公路方面研究。

李苏生，陈春风，张驰：BIM技术在228国道灌江口大桥运营养护平台中的应用研究

2019年第1期

似概念化的程度发展到最高级的演示级精度的步骤。从概念设计到竣工设计，LOD被定义为5个等级（LOD100~LOD500）。

灌江口大桥运维模型应准确表达构件的外表几何信息、运维信息等。对运维无明显意义的构件应进行轻量化处理，不宜过度建模或集成数据。结合部位层、构件层、损伤层，确定桥梁局部模型精度，桥梁整体模型精度为LOD300，桥面铺装BIM模型精度为LOD500。

2.2 灌江口大桥BIM建模流程及方法

灌江口大桥的BIM建模流程主要包括选择模板，建立统一轴网标高；设立中心/链接，链接相关文件；建立中心文件、专业模型等。

对桥梁设计信息进行分类，通过“零件”、“构件”、“整体”的层次，基于 Revit特有的“族”文件完成信息架构设计[3]；

建立可行的桥梁结构参数化建模方法，包含总体信息模型实施方法、构件信息模型实施方法、零件信息模型实施方法等；最后对各个模型进行总体虚拟拼接（错漏碰撞检查），完成BIM模型。

通过上述方法建立灌江口大桥BIM模型（见图2），共有3 109个构件，结合桥梁运营养护平台实现对任意构件参数进行查询及统计分析。

预制板、现

桥墩与桥塔

浇板、沥青

栏杆

拉锁

灌江口大桥BIM模型组成

支座

主梁与边梁

图2 灌江口大桥BIM模型图

3 基于BIM的桥梁运营养护平台研究3.1 平台与现有系统的关系

目前，灌江口大桥已基本建成巡查管理系统、数据管理系统、健康监测系统以及治超管理系统，基本实现对灌江口大桥的数字化管理。由于各系统之间相互，缺乏系统化的集成，使现有系统的可视化程度较差。基于BIM的桥梁运营养护平台汇聚现有各系统数据，在三维BIM平台上实现数据展示以及大桥的运营养护，为大桥的运行监测、运营养护、应急处置等提供立体化、精细化、全寿2

命周期的辅助决策支持。灌江口大桥管理中心现有系统与本项目实施的基于BIM的桥梁运营养护平台的关系见图3。平台的数据中心为三维BIM展示以及大桥的运营养护提供数据支撑。

图3 平台与其他系统的关系图

3.2 平台主要功能3.2.1 BIM调用及参数显示

运营养护可实现BIM模型的调用，能在模型上实现大桥各项参数的显示。BIM作为参数化的建模系统，各个构件都能实现最基本参数化功能和3D可视化功能，同时可实现各个构件的平面出图。在构件的基本属性里还可添加信息，如材料、力学性能、厂家信息等。所有的参数信息均可实现在运维平台上的显示，方便大桥的数字化管养决策。当平台加载BIM模型时，由BIM模型完成灌江口大

桥各类结构监测、视频监测等数据的承载。同时，平台可实现BIM模型的精度区分，根据养护检查方案的需求，进行标识标注等（BIM调用及参数显示见图4）。

图4 BIM调用及参数显示截屏图

3.2.2 数据汇聚

BIM模型数据主要由已建成的巡查管理系统的

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2019年第1期

巡检数据、数据管理系统中桥梁日常管理数据、健康监测系统中桥梁检测器监测数据以及治超管理系统中的超载数据构成。以这些数据为基础，开发大数据分析系统，建成一个3D的、可视化的、集成的、有数据分析功能的灌江口大桥3D可视化运营养护平台，实现日常养护数据标识、病害危险精确定位，病害用不同颜色标识。3.2.3 信息发布及共享

数据共享发布主要实现对内部各子系统的数据共享以及对外部机构的数据发布服务。平台实现与灌江口大桥已建的大桥管理系统的信息交互、数据对接、实时数据展示。将获取的数据，通过分析处理，实现大桥交通状态、健康状况的信息发布以及对不同人员的信息共享。3.2.4 辅助决策支持

平台汇聚的数据经过统计分析等分析处理后，通过图表直观展示（见图5），为灌江口大桥的监测运营、日常养护、应急处置提供信息化数据辅助决策支持。

图5 应力传感器数据图表展示截屏图

根据对桥梁检测结果分析，结合系统数据库中桥梁的基本信息，利用系统中的智能评估功能对结构的破损情况，与BIM模型进行对比分析、技术评价，提出养护、维修方案和风险处理措施，同时根据记录的维修项目和工作量进行维修费用预算，提供辅助决策。3.3 项目实施效果

基于灌江口大桥竣工CAD图纸采用Revit构建了BIM桥梁模型，总体精度LOD300，关键节点达到LOD500标准。 桥梁BIM模型建模总构件数3 143个，其中主桥桩132个，主梁428个，斜拉

索及锚拉板各136个，位移、裂缝、索力等结构健康监测传感器135个。

平台采用WebGL技术，对BIM模型进行轻量化处理，首次加载全部模型时间小于20 s； 采用B/S架构，支持多种浏览器浏览，实现平台页面响应速度小于2 s。平台能够展示当前预警总数、待养护构件及设备数、当前结构安全等级、车辆平均速度、当前车流量、当前可用摄像头、人工巡检录入等数据。基于BIM模型，查看待养护构建安全等级、交通流状况，直观对桥梁健康状态、交通状况进行管理；根据桥梁安全等级预警状态，实施大桥的运营养护措施。基于BIM的灌江口大桥关键数据实时展示见图6。

图6 基于BIM的灌江口大桥关键数据实时展示截屏图

4 结语

以228国道灌江口大桥运营养护平台建设为依托，采用Autodesk Revit建模软件对灌江口大桥进行BIM建模，并给出BIM模型建模的精度、流程及方法。基于BIM开发可视化桥梁3D运营养护平台，实现BIM模型调用及参数显示、数据汇聚

及应用展示、信息发布及共享、辅助决策等功能。BIM技术在桥梁运营养护中的应用为灌江口大桥的监测运营、日常养护、应急处置提供信息化数据辅助决策支持，可为同类项目提供参考。

参考文献：

[1] 交通运输部.2017年交通运输行业发展统计公报[R].2017.[2] 他玉德,郭云帆,杨振延,等.基于BIM的桥梁信息化养护技

术探究[C]//中国公路学会养护与管理分会第八届学术年会, 厦门,2018.

[3] 罗文林, . 基于BIM技术的Revit族在工程项目中的应用研究

[J]. 施工技术, 2015(增刊1):761-7.

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ABSTRACTS

MUNICIPAL ENGINEERING

Application of BIM Technology in Operation & Maintenance Platform of Guanjiangkou Bridge

on 228 National Highway

LI Su-sheng1, CHEN Chun-feng2, ZHANG Chi3(1. Jiangsu Yancheng Highway Management Office, Yancheng 224000, China; 2. Shenzhen Renyong Electronic System Co., Ltd., Shenzhen 518001, China; 3. Yanyun Network Technology [Shanghai] Co., Ltd., Shanghai 201210, China)

Abstract: The application of BIM technology in bridge operation & maintenance is studied in this paper. On the basis of Guanjiangkou Bridge on 228 National Highway, the BIM model of bridge is established by Autodesk Revit, and the 3D operation & maintenance platform of bridge is developed & based on BIM, which realizes the collection of relevant data & daily maintenance data by various detectors. The collected data are processed & applied to provide three-dimensional, holographic data analysis & decision support for monitoring operation, daily maintenance & emergency disposal of the bridge.

Key words: bridge BIM; operation & maintenance platform; data aggregation;

assistant decision-making

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Shield Construction Experience in Quartzite

Strata in Delhi, India

TANG Ming

(Shanghai Urban Construction International Engineering Co., Ltd., STEC, Shanghai 200002,

China)

Abstract: Based on the practical experience of shield construction in the construction of Delhi rail transit in India, this paper briefly introduces the construction of rail transit in Delhi and the local geological conditions, focusing on the construction experience of using earth pressure balance shield tunneling in quartzite strata. At the same time, the usage of the disc cutter in the construction is specially counted, the type of loss is found and the reason is analyzed, and the improvement measures on the cutter parameters are proposed.

Key words: shield construction; quartzite;

earth pressure balance shield;

disc cutter

Landscape Creation Function of Public Seats in Community Public Space of Zhongshan Rd.

in Ningbo

GU Yue1, HU Ji1, ZHANG Xiao-ying2, QIAO Xue-song1

(1. Shanghai Urban Construction Design &