一种基于BIM技术和GIS的特大桥梁施工应用方法与流程

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。

技术实现要素：

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。