虛擬建造
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
虛擬建造的實(shí)例教程
基于BIM的虛擬建造包括基于BIM的施工模擬、基于BIM的構(gòu)件虛擬拼裝、基于BIM的施工現(xiàn)場臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃等方面。其中基于BIM的構(gòu)件虛擬拼裝包括了混凝土構(gòu)件的虛擬拼裝、鋼構(gòu)件的虛擬拼裝、幕墻工程虛擬拼裝以及機(jī)電設(shè)備工程虛擬拼裝；基于BIM的施工現(xiàn)場臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃主要包括大型施工機(jī)械設(shè)施規(guī)劃、現(xiàn)場物流規(guī)劃、現(xiàn)場人流規(guī)劃等方面。
一、施工模擬
1、虛擬施工的概述
虛擬施工(Virtual Construction，簡稱VC)，是實(shí)際施工過程在計(jì)算機(jī)上的虛擬實(shí)現(xiàn)。它采用虛擬現(xiàn)實(shí)和結(jié)構(gòu)仿真等技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)等設(shè)備的支持下群組協(xié)同工作。通過BIM技術(shù)建立建筑物的幾何模型和施工過程模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工方案進(jìn)行實(shí)時(shí)、交互和逼真的模擬，進(jìn)而對(duì)已有的施工方案進(jìn)行驗(yàn)證、優(yōu)化和完善，逐步替代傳統(tǒng)的施工方案編制方式和方案操作流程。
展開 2.主塔深化設(shè)計(jì)
在主塔施工深化中應(yīng)用BIM技術(shù)，涉及支架建模、預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋、錨座碰撞分析、整體吊裝模擬、施工虛擬建造等內(nèi)容，將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工實(shí)踐，推進(jìn)了主塔施工向工廠化、預(yù)制化、裝配化、信息化方向發(fā)展，提前發(fā)現(xiàn)工了序銜接問題，優(yōu)化了施工組織設(shè)計(jì)，提高了現(xiàn)場工作效率。
3.鋼橋智能化建造
由于大橋主體結(jié)構(gòu)(鋼梁)用鋼26萬t，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體系龐大，針對(duì)鋼梁建造，深入推進(jìn)了BIM技術(shù)。
(1)焊縫質(zhì)量管理系統(tǒng)
焊接質(zhì)量管理系統(tǒng)是將現(xiàn)代化的管理手段與先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于焊接生產(chǎn)過程控制。可通過計(jì)算機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行編號(hào)，設(shè)定焊接工藝參數(shù)，實(shí)時(shí)記錄和上傳焊接參數(shù)，形成構(gòu)件"焊縫地圖"，提高焊接的自動(dòng)化程度與管控水平，防止焊工誤操作，實(shí)現(xiàn)主要、關(guān)鍵部位焊接過程監(jiān)控、事后追溯。
(2)數(shù)字化預(yù)拼裝系統(tǒng)
數(shù)字化預(yù)拼裝是通過全站儀或攝影技術(shù)對(duì)實(shí)際桿件進(jìn)行精密測量，獲取預(yù)拼桿件的關(guān)鍵尺寸信息，將測量結(jié)果反饋到設(shè)計(jì)模型中，通過與設(shè)計(jì)模型的比較分析，確定通孔率、預(yù)拱度等值是否滿足預(yù)拼裝驗(yàn)收要求。
(3)螺栓連接施工系統(tǒng)
該系統(tǒng)能夠通過數(shù)顯式扭矩扳手掃描獲取施工計(jì)劃和操作人員信息，施擰過程中自動(dòng)上傳施工扭矩，對(duì)異常施工扭矩進(jìn)行報(bào)警，規(guī)避高栓的"超擰"和"欠擰"現(xiàn)象，以二維碼形式存儲(chǔ)；實(shí)現(xiàn)信息的追蹤管理；同時(shí)能減少班前班后標(biāo)定，提高施工工效。
滬通鐵路作為我國鐵路網(wǎng)沿海通道和長三角地區(qū)快速軌道交通網(wǎng)的重要組成部分，是魯東、蘇北與上海、蘇南、浙東間最便捷的鐵路運(yùn)輸通道。建成后，將與寧啟鐵路、鹽通鐵路、連鹽鐵路、青連鐵路、青煙威鐵路形成無縫對(duì)接，成為煙臺(tái)至上海的快速鐵路通道。
展開 尤其是BIM技術(shù)的出現(xiàn)，給交通領(lǐng)域增添了新的活力，更高的設(shè)計(jì)質(zhì)量，更快的施工速度，更流暢的溝通體驗(yàn)，更低的建造成本，更通透的運(yùn)營……BIM技術(shù)正在造就更加杰出的交通基礎(chǔ)設(shè)施，拉近人與人甚至國與國之間的距離，讓我們走的更快、更遠(yuǎn)！
1.港珠澳大橋
港珠澳大橋全長55公里，是一座連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道，跨越伶仃洋，東接香港，西接珠海及澳門。歷經(jīng)14年籌建，是中國建設(shè)史上歷程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁，被業(yè)界譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。
作為世紀(jì)超級(jí)工程，港珠澳大橋項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)，提前解決了土建、機(jī)電各類碰撞問題；保障了項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工之間的有效協(xié)調(diào)，合理安排進(jìn)度計(jì)劃，大大提前了工期。并將BIM應(yīng)用延伸至運(yùn)維、監(jiān)控等實(shí)際過程，顛覆了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)及管理方式。而就在前兩天，面對(duì)16級(jí)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”一夜肆虐，大橋安然無恙，經(jīng)受住了檢驗(yàn)。
2.滬通長江大橋
滬通長江大橋是滬通鐵路全線的控制性工程，大橋主跨1092米，是世界上最大跨徑的公鐵兩用斜拉橋，也是世界上首座超過千米跨度的公鐵兩用橋梁。其主體結(jié)構(gòu)(鋼梁)用鋼26萬噸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體系龐大。
在主塔施工深化中應(yīng)用BIM技術(shù)，涉及支架建模、預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋、錨座碰撞分析、整體吊裝模擬、施工虛擬建造等內(nèi)容，將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工實(shí)踐，推進(jìn)了主塔施工向工廠化、預(yù)制化、裝配化、信息化方向發(fā)展，提前發(fā)現(xiàn)工了序銜接問題，優(yōu)化了施工組織設(shè)計(jì)，提高了現(xiàn)場工作效率。
3.武襄十鐵路
武襄十鐵路新建工程孝感東—十堰北段線路長395.121km，共設(shè)大中橋159座，橋梁長度占線路全長的51.7%；隧道22座，占線路全長的14.3%；路基134.453km，占線路全長的34.0%。
展開 實(shí)現(xiàn)智慧設(shè)計(jì)、智慧建造和智慧管養(yǎng)，支持決策者對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和控制，進(jìn)而不斷提升橋梁技術(shù)創(chuàng)新、信息化和智能化水平。
通過控制多類型參數(shù)，調(diào)整模型中數(shù)據(jù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)模型的幾何和類型參數(shù)變化，從而適應(yīng)復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建模效率。
基于參數(shù)化建模，搭建橋梁構(gòu)件庫和模型庫，累積標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的幾何尺寸、屬性信息，提高設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量。
BIM模型與FEM分析軟件的銜接
結(jié)合第三方網(wǎng)格劃分軟件或利用Python，c/c++等編程語言進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)與主導(dǎo)有限元分析軟件的無縫接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型無損傳遞，避免重復(fù)工作，提高分析效率。
智慧建造+數(shù)字化施工
借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，及時(shí)采集建造過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)量值、關(guān)鍵工序質(zhì)量的有效把控。利用BIM模型所包含構(gòu)件的幾何尺寸信息，與大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行無縫對(duì)接，直接生成下料、加工等信息，省略二次翻圖轉(zhuǎn)換工序，提高自動(dòng)化水平。
虛擬施工
構(gòu)建施工設(shè)備、施工工藝等相關(guān)族庫，在工程正式施工前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工4D虛擬建造，通過可視化的預(yù)演練和施工過程模擬，檢查設(shè)備空間位置和工藝實(shí)施的可行性，進(jìn)而優(yōu)化施工組織方案，減少返工，切實(shí)提高工效。
施工信息管理
集成建設(shè)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等各參與方的具體要求，依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、安全、成本等施工信息的采集、存儲(chǔ)、分析和反饋，對(duì)物料、設(shè)備等資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，獲取有效施工信息。施工信息管理不僅可以實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的追蹤，更為竣工驗(yàn)收資料的交付提供基礎(chǔ)。同時(shí)融入施工計(jì)算分析模塊，可為施工人員提供技術(shù)支持，極大方便了現(xiàn)場應(yīng)用。
展開 實(shí)現(xiàn)智慧設(shè)計(jì)、智慧建造和智慧管養(yǎng)，支持決策者對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和控制，進(jìn)而不斷提升橋梁技術(shù)創(chuàng)新、信息化和智能化水平。
銅陵長江大橋
通過控制多類型參數(shù)，調(diào)整模型中數(shù)據(jù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)模型的幾何和類型參數(shù)變化，從而適應(yīng)復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建模效率。
基于參數(shù)化建模，搭建橋梁構(gòu)件庫和模型庫，累積標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的幾何尺寸、屬性信息，提高設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量。
BIM模型與FEM分析軟件的銜接
結(jié)合第三方網(wǎng)格劃分軟件或利用Python，c/c++等編程語言進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)與主導(dǎo)有限元分析軟件的無縫接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型無損傳遞，避免重復(fù)工作，提高分析效率。
智慧建造+數(shù)字化施工
借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，及時(shí)采集建造過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)量值、關(guān)鍵工序質(zhì)量的有效把控。利用BIM模型所包含構(gòu)件的幾何尺寸信息，與大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行無縫對(duì)接，直接生成下料、加工等信息，省略二次翻圖轉(zhuǎn)換工序，提高自動(dòng)化水平。
“法國第一高橋”米洛高架橋
虛擬施工
構(gòu)建施工設(shè)備、施工工藝等相關(guān)族庫，在工程正式施工前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工4D虛擬建造，通過可視化的預(yù)演練和施工過程模擬，檢查設(shè)備空間位置和工藝實(shí)施的可行性，進(jìn)而優(yōu)化施工組織方案，減少返工，切實(shí)提高工效。
施工信息管理
集成建設(shè)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等各參與方的具體要求，依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、安全、成本等施工信息的采集、存儲(chǔ)、分析和反饋，對(duì)物料、設(shè)備等資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，獲取有效施工信息。施工信息管理不僅可以實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的追蹤，更為竣工驗(yàn)收資料的交付提供基礎(chǔ)。同時(shí)融入施工計(jì)算分析模塊，可為施工人員提供技術(shù)支持，極大方便了現(xiàn)場應(yīng)用。
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基于BIM的虛擬建造包括基于BIM的施工模擬、基于BIM的構(gòu)件虛擬拼裝、基于BIM的施工現(xiàn)場臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃等方面。
4.施工階段BIM應(yīng)用
施工準(zhǔn)備
施工準(zhǔn)備階段可應(yīng)用BIM對(duì)工程施工方案開展深化設(shè)計(jì)及虛擬建造， 深入理解設(shè)計(jì)意圖、分析工程重難點(diǎn)，全面優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)。
通過虛擬建造技術(shù)將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在施工階段才能發(fā)現(xiàn)的問題，在加工、施工前進(jìn)行解決，節(jié)約了人力、財(cái)力和工期。
工程量的指導(dǎo)意義在于以實(shí)體擬建建筑物為對(duì)象，通過精準(zhǔn)的量化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從虛擬建造到現(xiàn)實(shí)量化管控的打通，動(dòng)態(tài)進(jìn)行資源的有效管理。
而如何將預(yù)算工程量更廣泛的應(yīng)用到施工過程管理的方方面面，是困擾行業(yè)多年的重要問題。招投標(biāo)階段通過構(gòu)建商務(wù)模型，產(chǎn)生了大量的模型預(yù)算量數(shù)據(jù)，反應(yīng)的是造價(jià)成本科目的數(shù)據(jù)維度，其中包含模型信息，工程量信息，構(gòu)件屬性等業(yè)務(wù)信息。
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施工階段BIM應(yīng)用
施工準(zhǔn)備
施工準(zhǔn)備階段可應(yīng)用 BIM 對(duì)工程施工方案開展深化設(shè)計(jì)及虛擬建造，
深入理解設(shè)計(jì)意圖、分析工程重難點(diǎn)，全面優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)。
施工準(zhǔn)備階段應(yīng)結(jié)合施工工藝和現(xiàn)場情況，利用模型開展機(jī)電深化設(shè)計(jì)、裝修深化設(shè)計(jì)、土建深化設(shè)計(jì)、大型設(shè)備運(yùn)輸路徑檢查、關(guān)鍵復(fù)雜節(jié)點(diǎn)工序模擬和工程籌劃模擬等方面的應(yīng)用，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。
該技術(shù)在展示設(shè)計(jì)方案、輔助技術(shù)評(píng)審（如確認(rèn)空間布局的合理性、檢查設(shè)備的可維修性等）、開展安全操作培訓(xùn)、虛擬安裝與建造等方面有著廣泛的應(yīng)用。
相比多媒體，結(jié)合達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE（3D體驗(yàn)）平臺(tái)的“一鍵VR”功能，可輕易實(shí)現(xiàn)BIM+VR “指哪看哪、走哪看哪”的業(yè)務(wù)價(jià)值，展現(xiàn)更豐富的設(shè)計(jì)意圖，且更具視覺沖擊力。
來源：長江設(shè)計(jì)院微信公眾號(hào)
“法國第一高橋”米洛高架橋
虛擬施工
構(gòu)建施工設(shè)備、施工工藝等相關(guān)族庫，在工程正式施工前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工4D虛擬建造，通過可視化的預(yù)演練和施工過程模擬，檢查設(shè)備空間位置和工藝實(shí)施的可行性，進(jìn)而優(yōu)化施工組織方案，減少返工，切實(shí)提高工效。
建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位聯(lián)手展開攻關(guān)，采用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬建造，創(chuàng)新采用“大噸位橫移式纜索吊機(jī)”和“多扣塔斜拉扣掛懸臂拼裝體系”等多項(xiàng)代表鐵路拱橋建設(shè)世界領(lǐng)先水平的前沿技術(shù)，確保施工有序進(jìn)展。
▲建設(shè)中的 怒江特大橋
上圖為12月10日上午的施工場面，隨著最后兩片分別重20噸的鋼桿件緩緩上吊、平移和精準(zhǔn)對(duì)接到位，大瑞鐵路怒江特大橋?qū)崿F(xiàn)鋼桁拱合龍。
蘇州現(xiàn)代傳媒廣場項(xiàng)目總工 胡鐵毅：“虛擬建造技術(shù)，特別是鋼結(jié)構(gòu)的吊裝過程，為我們施工方案的確定提供了很大的幫助！”
蘇州現(xiàn)代傳媒廣場合約經(jīng)理 郭瑞明：你們BIM的數(shù)據(jù)非常精確，為送審和分包審核提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾，確保了不少算漏算。“
蘇州現(xiàn)代傳媒廣場技術(shù)負(fù)責(zé)人 畢工：“BIM模型真是方便，每當(dāng)遇到什么圖紙疑問、參數(shù)疑問，在現(xiàn)有的模型上看一眼就明白了。”
2.主塔深化設(shè)計(jì)
在主塔施工深化中應(yīng)用BIM技術(shù)，涉及支架建模、預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋、錨座碰撞分析、整體吊裝模擬、施工虛擬建造等內(nèi)容，將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工實(shí)踐，推進(jìn)了主塔施工向工廠化、預(yù)制化、裝配化、信息化方向發(fā)展，提前發(fā)現(xiàn)工了序銜接問題，優(yōu)化了施工組織設(shè)計(jì)，提高了現(xiàn)場工作效率。
