CN110952449A - 一种基于bim技术和gis的特大桥梁施工应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，该方法包括以下步骤：步骤1、通过无人机航测收集空间数据点，将获取到的参数数据结合起来，形成项目实际地形模型；步骤2、确定待构建特大桥梁位置信息及各结构参数数据，形成BIM模型数据库；步骤3、结合建立的项目实际地形模型和BIM模型数据库，使BIM技术数据与GIS数据互通；步骤4、获取GIS数据，通过BIM模型数据库和GIS数据进行特大桥梁整体模型的构建，通过特大桥梁整体模型进行可视化监控和预警本发明通过工程信息整合，实现工程管理的协同化、标准化、精细化、透明化，利用BIM技术的可视化和数据性，提升了对项目的质量、安全的远程控制能力。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工领域，尤其涉及一种基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法。
背景技术
伴随着高速公路的快速发展，高速公路建设项目普遍具有造价高、投资大、点多、线长、面广且质量要求高、形成时间长、户外作业环境复杂、不可控因素多等特点，使其工程管理难度大、安全事故易发及严重程度高等情况，必须加强对特大桥梁的施工监控管理。
BIM技术的应用为桥梁工程的施工提供大力支持，同时也在最大程度上促进桥梁产业的发展，针对BIM技术而言，在桥梁施工过程中应用进行研究、能够全面的去提高桥梁工程的施工效率。
GIS即地理信息系统，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。无人机起到空中载具的作用，是其中一个能获取到实景数据的高效工具；搭配高清摄像头或激光雷达高效获取到真实环境的空间数据，再通过算法校正和处理，最终得到点云数据或三维模型，代表的是实景模型技术。
但传统桥梁工程对于两者的应用较为单一，很少将GIS与BIM建模技术结合应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于BIM 技术和GIS的特大桥梁施工应用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、通过无人机航测收集空间数据点，将获取到的参数数据结合起来，形成项目实际地形模型；
步骤2、确定待构建特大桥梁位置信息及各结构参数数据，形成BIM模型数据库；
步骤3、结合建立的项目实际地形模型和BIM模型数据库，使BIM技术数据与GIS数据互通；
步骤4、获取GIS数据，通过BIM模型数据库和GIS数据进行特大桥梁整体模型的构建，通过特大桥梁整体模型进行可视化监控和预警；根据特大桥梁整体模型对桩基、盖梁、箱梁预制及安装工序进行监控，对深基坑、高处、起重作业的安全危险源，以及现场环境变化对施工的影响作出预警。
进一步地，本发明的建立项目实际地形模型的方法为：通过无人机拍摄地形图像，结合图像对应的GPS数据，建立项目实际地形模型。
进一步地，本发明的建立BIM模型数据库的方法为：建立标准桥梁构件族，在一个工程项目中，标准桥梁构件族的族库中预设有各种桥梁构件的族模型，在该工程中直接进行引用，项目通过引用族库中的族模型完成建模。
进一步地，本发明的标准桥梁构件族包括上部结构、下部结构、支座系统和附属设施，上部结构为桥跨结构，下部结构包括桥墩、桥台和基础，附属结构包括桥面系、伸缩缝、桥头搭板和锥形护坡。
进一步地，本发明的获取GIS数据的方法为：通过IE客户端访问GIS服务器，调用GIS服务器的数据库服务，获取GIS数据。
本发明产生的有益效果是：本发明提供一种方法先进、规避风险、提高效率的基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，通过无人机航测收集空间数据点，运用技术手段将获取到的参数数据结合起来，形成项目实际地形模型；依据待构建特大桥梁位置信息及参数信息运用BIM技术使BIM数据和GIS数据互通，打造物理环境与虚拟环境相结合，实现1:1还原，为项目规划提供依据。通过BIM模型数据和GIS数据进行特大桥梁的构建，并且根据特大桥梁整体模型对桩基、盖梁、箱梁预制及安装等重要工序，深基坑、高处、起重作业等重大安全危险源及现场环境变化对施工的影响作出预警。本发明具有方法先进、提前预警、提高工作效率等优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例的族库的标准模型示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例的基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，包括以下步骤：
步骤1、通过无人机航测收集空间数据点，运用技术手段将获取到的参数数据结合起来，形成项目实际地形模型；
步骤2、确定待构建特大桥梁位置信息及各结构参数数据，形成BIM模型数据库；
步骤3、使BIM技术数据与GIS数据互通，打造物理环境与虚拟环境相结合，实现1:1还原，为项目规划提供依据；
步骤4、通过BIM模型数据和GIS数据进行特大桥梁的构建，并且根据特大桥梁整体模型对桩基、盖梁、箱梁预制及安装等重要工序，深基坑、高处、起重作业等重大安全危险源及现场环境变化对施工的影响作出预警。
为实现桥梁工程的BIM应用标准化，桥梁工程中的构件形式必须统一，因此需建立标准桥梁构件族，如图2所示，在一个工程项目中，族库中的所有族模型都可以在该工程中直接进行引用，项目通过引用族库中的标准模型完成建模。
本发明采用GIS+BIM信息融合和技术集成这一国际前沿技术，将BIM模型扩展高速特大桥施工部分，并构建基于GIS平台的BIM数据表达模型，将建筑BIM模型和三维GIS技术进行深度融合，以此形成一体化信息集成平台。
在高速公路工程项目建设中，不但是有着复杂的地理环境，更是需要牵扯到很多的复杂工程项目。也正是因为这个特点，在高速公路工程中，存在着设计复杂的问题，并且构件很多，单单是依靠传统的二维图纸，已经不能满足使用的需要，并且在实际中，常常产生冲突。有很多问题是只有等到施工的过程中才能够察觉，这就大大影响了施工的进度，增加了成本，导致施工存在安全隐患。利用BIM、GIS等技术，可以使得在施工中，在BIM模型的基础上，分析和模拟施工计划，并且做好对优质资源的利用，不断优化施工方案，从而促进施工的发展。尤其是在那些复杂的工序上，采取BIM模型，能够进行形象的展示，有效进行可视化施工交底，做好工程建设。
采取传统工程管理常常不能快速地得出精准的计算工程量信息。特别是容易产生工程变更，造成效率低下。利用BIM模型，能够促进工程量计算功能的发挥，在产生变更时候，能够及时做好模型的更新，再次进行导出便可以获得新的量单，从而促进项目的效率的提高，促进精细化管理的实现。使用BIM 技术，能够做到事前的模拟，对信息进行有效的共享，并且能够及时发现在施工中存在的问题，并且做到有效的交流和沟通。
本发明采用GIS+BIM信息融合和技术集成这一先进方法，构建了特大桥梁工程三维数字化BIM应用平台，该平台具有良好的可视化效果、便捷的可操作性和强大的数据管理能力，能够为特大桥梁工程的设计、施工、养护的数字化建设提供坚实的系统平台支撑，对今后特大桥梁工程建设具有指导借鉴作用。
本发明具有以下优点：
一、方法先进：本发明将GIS技术和BIM技术结合起来，并且应用到了桥梁工程中，通过工程信息整合，实现工程管理的协同化、标准化、精细化、透明化，不仅为后续运营维护工作提供了支撑，也对整个行业的可持续发展产生积极影响。
二、规避风险、提前预警：利用BIM技术的可视化和数据性提升对项目的质量、安全的远程控制能力，形成项目管理责任追溯体系，把风险隐患消灭于萌芽之中。
三、提高效率：传统的施工管理是通过现场查看，点对点的解决项目问题，通常无法全局性统筹管理。本发明采用GIS+BIM信息融合和技术集成这一国际前沿技术，并构建基于GIS平台和BIM数据表达模型对项目规划提供依据，项目进度实时查看，及时掌控项目实时数据，对项目未发生的问题提前预判，使项目管理有据可依，提前预判在建各阶段施工风险，为项目施工规避问题。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、通过无人机航测收集空间数据点，将获取到的参数数据结合起来，形成项目实际地形模型；
步骤2、确定待构建特大桥梁位置信息及各结构参数数据，形成BIM模型数据库；
步骤3、结合建立的项目实际地形模型和BIM模型数据库，使BIM技术数据与GIS数据互通；
步骤4、获取GIS数据，通过BIM模型数据库和GIS数据进行特大桥梁整体模型的构建，通过特大桥梁整体模型进行可视化监控和预警；根据特大桥梁整体模型对桩基、盖梁、箱梁预制及安装工序进行监控，对深基坑、高处、起重作业的安全危险源，以及现场环境变化对施工的影响作出预警。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，其特征在于，建立项目实际地形模型的方法为：通过无人机拍摄地形图像，结合图像对应的GPS数据，建立项目实际地形模型。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，其特征在于，建立BIM模型数据库的方法为：建立标准桥梁构件族，在一个工程项目中，标准桥梁构件族的族库中预设有各种桥梁构件的族模型，在该工程中直接进行引用，项目通过引用族库中的族模型完成建模。
4.根据权利要求3所述的基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，其特征在于，标准桥梁构件族包括上部结构、下部结构、支座系统和附属设施，上部结构为桥跨结构，下部结构包括桥墩、桥台和基础，附属结构包括桥面系、伸缩缝、桥头搭板和锥形护坡。
5.根据权利要求1所述的基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法，其特征在于，获取GIS数据的方法为：通过IE客户端访问GIS服务器，调用GIS服务器的数据库服务，获取GIS数据。
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