路桥工程施工管理论文提纲

论文题目：BIM技术在山岭隧道施工中的应用研究

摘要：随着我国经济持续快速发展与科技的不断创新,建筑行业已经从人工绘图发展到计算机CAD二维制图,再后来发展到三维模型,但是项目各阶段仍面临许多挑战。近年来,BIM技术在国内的逐步推进,在建筑工程及路桥工程领域已有屡见不鲜的成功应用实例,同时在特长隧道工程中也开始应用,并获得了一定的工程效益。BIM技术兴起了传统隧道工程建设模式的变革,以三维模型为基础,赋予信息传递、储存、共享等功能,在隧道工程项目的全生命周期都有着不同程度的应用,大幅度提高了隧道工程项目的建设和运维效率。本文结合BIM基础理论及BIM核心建模软件、分析软件的应用,以新建郑万高铁重庆段土建4标二工区杨家湾隧道为工程背景,研究BIM技术在该类山岭隧道施工中的应用。经软件选择对比分析之后,选择国内使用率最高的Autodesk Revit为该隧道核心建模软件,建立了杨家湾隧道整体三维模型、洞口开挖模型、施工工法模型、土方开挖整体三维模型,在模型的基础之上,结合有限元分析软件Abaqus及施工管理软件Navisworks Manage软件等,使用BIM技术解决该隧道施工中遇到的实际问题,与传统的施工方法相比,BIM对于该类隧道施工有着不可代替的优势。本文依托新建郑万高铁隧道工程进行了BIM技术在隧道施工中的应用研究,主要研究成果如下:（1）利用BIM技术的三维可视化,完成了隧道三维开挖及支护模型的可视化技术交底工作,方便现场施工人员识图,提高技术交底质量;（2）采用Autodesk Revit及Navisworks Manage对支护构件及隧道电缆槽构件进行碰撞检测,减少设计变更和返工。同时利用BIM技术的自动工程量统计,建立隧道出口一段里程电缆槽工程量明细表,提高现场工程量统计效率与精确度;（3）采用Navisworks Manage建立CRD与双侧壁导坑法施工工法模型,以动画模拟形式展现复杂工法施工工序,方便工法技术交底与提前优化施工工序。对隧道的整个施工过程进行4D进度模拟,对比分析施工计划工作量与实际计划工作量的差异,从整体施工角度辅助分析出进口段施工进度滞后的原因,并以三维漫游的形式展现隧道进口段滞后施工画面,实现4D施工进度管理,提高施工进度管理效率;（4）BIM模型结合有限元分析软件Abaqus对杨家湾隧道进口开挖提前进行稳定性分析,结合现场监测数据对比,验证进口段采用三台阶七步开挖法是可行的。本论文以该类山岭隧道为研究对象,对整个隧道开挖及支护过程进行虚拟施工模拟,实现隧道工程在计算机中的提前展示,及早地发现实际施工中的潜在问题,给施工现场提供有效的软件及技术支持,对隧道现场施工具有指导意义,以给类似隧道提供施工借鉴。

关键词：BIM;4D模型;可视化;施工过程模拟;有限元

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 BIM技术国外发展现状

1.2.2 BIM技术国内发展现状

1.2.3 BIM技术在隧道工程应用现状

1.2.4 研究现状小结

1.3 主要研究内容及技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 BIM基本理论与隧道工程全生命周期应用

2.1 BIM含义

2.2 BIM理念及平台介绍

2.2.1 BIM掀起的变革

2.2.2 隧道工程常用软件

2.3 BIM在隧道工程全生命周期中的应用

2.3.1 BIM在前期规划阶段的应用

2.3.2 BIM在设计阶段的应用

2.3.3 BIM在施工阶段的应用

2.3.4 BIM在运营维护阶段的应用

2.4 本章小节

第三章 杨家湾隧道BIM模型构建

3.1 工程概况

3.1.1 项目位置与地貌

3.1.2 工程地质

3.1.3 工程内容及主要工程量

3.2 设计概况

3.2.1 隧道总体设计

3.2.2 洞身结构设计

3.2.3 施工方法

3.3 BIM模型建立

3.3.1 软件选择

3.3.2 模型建立流程

3.3.3 隧道族构件库建立

3.3.4 主体隧道完整三维模型建立

3.4 本章小结

第四章 基于BIM技术的杨家湾隧道施工过程模拟

4.1 可视化技术交底

4.2 碰撞检查

4.3 基于BIM的工程量统计

4.4 施工工法模拟

4.4.1 CRD工法模拟

4.4.2 双侧壁导坑法模拟

4.5 施工4D进度模拟

4.5.1 编制施工进度计划

4.5.2 创建4D进度模型

4.5.3 4D进度模拟分析

4.6 本章小结

第五章 基于BIM和有限元的杨家湾隧道开挖稳定性分析

5.1 隧道开挖稳定性分析

5.1.1 基于BIM模型使用有限元软件进行数值模拟的可行性

5.1.2 BIM模型导入有限元软件

5.1.3 隧道围岩稳定性评价方法

5.2 基于杨家湾隧道BIM模型的数值模拟

5.2.1 数值模拟结果

5.2.2 与现场实测监测数据对比分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献