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BIM技术在钢结构桥梁制造上的应用

2019-1-19 16:05| 查看: 396| 评论: 0|来自: 铁路BIM联盟

  BIM技术以其可实现建筑全生命周期的信息共享、可预测和可控制、支持设计与施工一体化等特点,在建筑及路桥建设中得到深入应用。钢桥制造作为钢结构桥梁全生命周期的重要一环,进行BIM技术研究和应用成为桥梁建设发展的迫切需要。
  随着钢结构桥梁向工业化、标准化、智能化建造发展,在建和即将建设的大型及特大型钢桥项目如沪通长江大桥、平潭海峡大桥、五峰山长江大桥、京张高铁官厅水库特大桥等,对钢桥制造与施工提出了更高要求。

五峰山长江大桥
  BIM技术以集成各种相关信息的三维模型为基础,具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点,对于钢桥制造的高效生产管理、质量保证、成本优化、工期控制有着重要意义。

  钢桥制造管理流程再造
  传统钢桥制作流程以二维设计图为基础,需进行二维设计工艺审核。制作工艺图转化等过程的准确性是项目控制的关键,这些过程占用大量人力、时间和资源。

基于BIM三维模型的生产运行
  BIM技术以设计院提供的三维模型为基础,各相关部门可提取集成的各种项目信息用于管理,实现管理流程再造。

沪通长江大桥
  技术管理与加工应用
  技术管理是完成制造方案的制定、制造工艺图转化、工艺编制、NC代码编制等,利用BIM技术与下料数控加工形成一套信息化、一体化的管理系统,从而避免传统、低效的工作模式。
  利用Tekla软件建立三维模型,自动输出二维施工图,与CAXAPLM协同管理平台对接,实施技术文件编制与管理;Tekla三维模型导入SigmaNEST套料系统,实现三维模型与加工数据的准确协同。

BIM三维模型技术与加工信息化管理系统
  Tekla三维建模
  Tekla软件建立钢桥三维模型,可直观复核钢桥工艺性、连接状况、是否有碰撞冲突等,将其不利及疏漏直接消除在前期。

Tekla三维模型与二维施工图自动输出
  Tekla三维建模最主要意义在于工作量前移,以其直观性、关联性等特点消除各种不利或错误因素,提高了准确率。

  CAXA技术信息化管理
  CAXA功能覆盖工艺设计与管理各个方面,包括工艺图表、施工图纸、工艺管理等,可实现施工图调用、工艺编制等一系列自动化、信息化管理,大大降低技术人员的工作量,消除人为失误,保证技术准备质量。

CAXA图纸工艺信息化管理
  SigmaNEST系统的加工管理
  利用SigmaNEST自动套料系统直接导入Tekla三维模型(.dstv格式)进行自动排版套料、切割模拟,输出精确钢板采购清单、数控加工程序。通过利用可视化数控编程及数字化管理系统软件的直接读取转化功能,进行自动排版及NC编制,全面承继设计意图,实现三维图纸设计加工一体化。

SigmaNEST系统自动套料
  通过集成Tekla、CAXA、SigmaNEST,建立BIM技术与加工应用信息化管理系统,形成以“虚拟建造”为基础的技术系统信息化管理、加工一体化。
  Tekla三维模型作为单一数字化数据源,确保了信息的准确性和一致性,从根本上解决了基于纸介质方式进行信息交流形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”问题。

  节段拼装数字化控制
  测量数据的实时采集与反馈对钢桥制造尺寸精度控制,尤其是对整体桁架节段等大型构件的拼装具有非常重要的指导意义。
  采用徕卡AT402单站式激光跟踪测量系统,实时采集节段测量数据,并与三维理论模型进行最佳拟合,与三维模型理论数据对比,得到关键尺寸误差,从而达到节段拼装精度监控与调整。

节段拼装的数字化测量与控制
  生产管理应用
  生成生产管理基础数据:基于BIM三维模型,利用Tekla、CAXA、SigmaNEST自动生成包括材料单、余料清单、切割报表、工时统计、工艺清单及杆件发送表等在内的各类报表,构成了生产管理的基础数据。
  形成物联管理:基于二维码技术形成构件的物联管理,并通过编码的唯一性与BIM模型相对应。二维码可蕴含构件的基本信息、工艺信息、生产信息、质量信息等,采用智能手机+专用APP通过二维码技术实施构件的跟踪与管理。
  实施焊接信息管理:焊接信息管理主要是通过焊接数据管理系统实现。该系统基于服务器/客户端模式,通过无线局域网实现服务器、客户端(生产管理端)、焊机(焊接操作端)的互联,实现了分级管理、焊机状态实时管控、焊工排班管理、焊接规范管理、焊接数据追溯、丰富的统计报表等功能。

焊接数据管理系统运行
  在大桥钢桁梁制造中,要实现从材料采购、工艺设计、构件及节段制作到现场施工的钢桥制造全过程应用,还有很长的路要走。必须从构建大型服务器、搭建BIM平台入手,通过统一文件传递和管理平台实现诸多数控智能设备的信息化管理,集成多维度信息,形成统一的编码体系、完善的跟踪体系,革新钢桥制造的管理流程,实现智能化、数字化、信息化的钢桥制造。

参考文献:岳长勇.《基于BIM技术的钢桥制造应用》

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