对于土木工程行业来说，在进行三维正向设计时，众所周知经常会遇到各种技术难点和生产效率问题。事实上，在市政工程领域，越来越多的项目实施了三维正向设计。
上海市政工程设计研究院（集团）有限公司（简称上海市政工程院）充分借鉴制造经验和多年的项目实践，已建立了成熟的道路等市政工程三维正向设计和桥梁。流程和系统已在多个项目中得到应用，并取得了显着的效益和成果。
言归正传，我们来分析一下中兴大桥项目的BIM正向设计及应用流程~~
项目特色
本项目在勘察设计合同中明确要求提供BIM模型服务，并对服务内容提出了具体要求。另外，由于以下因素，中兴大桥项目从早期就开始使用BIM技术：
邕江航道需要一座跨度最大的短塔斜拉桥跨江桥梁钢结构细节设计，而庄桥机场的航空高度限制有限。
同时满足机动车、非机动车、行人过河要求——创新的人行横道方案。
沿线拆迁建筑较多，地下管线搬迁困难，且地铁3号线正在建设中。
边跨主梁支架采用滑移施工，中跨主梁采用吊车悬挂，主塔采用垂直旋转施工。
3D正向设计的准备
要实现真正的三维正向设计，适用的技术路线和标准体系，以及完整的团队架构和平台解决方案都是不可或缺的前提。
该项目从方案设计阶段、施工图设计阶段到施工及运维阶段，全过程应用了BIM技术。基于达索系统3DEXPERIENCE平台，利用CATIA完成BIM正向设计，并在ENOVIA平台上进行项目管理。同时与上海市政府自主研发的SMEDI-RDBIM、Para 3D等3D设计系统进行跨平台交互，实现各软件之间的信息共享和模型协作。
BIM团队由院总工程师亲自带队，下设BIM研发中心和BIM应用工作组。桥梁总工程师和项目负责人进行设计控制，达索系统提供桥梁、道路、结构和倾斜摄影的技术支持。 VR、VR等不同专业的工程师相互配合，实现上海总部与宁波当地的远程协同工作。
在BIM建模过程中，我们在继承上海沿江隧道、春晓大桥等其他项目BIM构件标准的同时，还参考《中国市政工程设计行业BIM指南》，进一步扩充和延伸构件库及其应用。标准形成 本项目的BIM标准进一步完善了上海市政府的BIM标准体系，可应用于更多项目。
项目设计阶段
在方案设计阶段，由于采用正向设计，需要高效收集数据，最大限度地应用BIM模型成果。
BIM+GIS实现虚实融合
倾斜摄影技术是近年来国际遥感测绘领域发展起来的一项高新技术。将倾斜摄影技术与BIM设计相结合，可以实现高效的方案设计。该技术具有以下特点
真实性——3D数据真实反映地物的外观、位置、高度等属性
高效率——快速采集图像数据，实现全自动化3D建模
高精度——测绘精度达到厘米级
高性价比——可测量图像数据并同时输出DSM、DOM、3D网格模型、点云数据模型等多种数据结果。
利用这些数据构建真实的三维场景，同时输出三维网格、点云等格式，可直接用于CATIA软件中进行地形建模。这样，结合规划条件，可以准确计算场地平整土方量和拆除影响范围。还可以通过多次拍摄，随时掌握拆迁进度，协助征地最终结算。
为了实现设计效率更加全面的提升，上海市政府对公司设计业务流程进行了梳理，基于达索系统CATIA软件自主开发了道路交通设计SMEDI-RDBIM系统。系统分为地形建模、设计建模、BIM模型应用和设计方案评估四个模块。通过系统级集成，SMEDI-RDBIM系统比使用单一BIM软件进行建模，将道路、桥梁和管道的建模效率提高近10倍。
在方案设计过程中，利用虚拟现实技术来确定方案。将倾斜摄影的真实三维场景与BIM模型融合后，可以清楚地看到短塔斜拉桥与周围环境融合得很好。 V型主塔象征“积极向上、正能量”，与横梁共同构建“面向世界、展望未来”，短塔斜拉桥方案由此确定。
同时，借助虚拟现实可视化协作平台和设计师的虚拟沉浸体验，可以进一步优化交通标志、人行道、灯带等细节设计。
BIM+ VISSIM交通模拟应用
上海市政府自主开发了基于VISSIM的交通仿真平台。首创基于BIM模型快速生成车辆路径并自动叠加交通流算法。可一键提取CATIA模型信息，自动构建模拟路网模型，完成BIM和交通仿真。数据交换，实现多维度的流量评估。
中兴大桥原规划为双向八车道。通过将路网布局、道路规模等信息导入交通仿真平台进行交通仿真，发现双向六车道方案能够满足交通需求。最后，建议主桥采用双向六车道方案，比原规划的八车道方案节省造价约1.2亿元。
施工图设计阶段
精致造型
根据中国市政行业BIM标准，在现有IFC基础设施上扩展市政桥梁工程构件的共性属性，深度可达LOD3级。
桥梁钢结构建模通过预设的企业标准实现命名规范化、模板参数化和板材属性完整性。
能否高效完成高质量建模并在面对复杂变化时快速调整也是3D正向设计能否取得实际成功的关键。
三维钢筋放样，利用CATIA的三维钢筋设计功能，完成了该项目混凝土结构的钢筋建模、钢筋碰撞检测以及钢筋工程量报告输出。
模型应用
有限元计算
BIM模型可以导入有限元分析软件中，不仅节省了大量的建模工作，而且使BIM模型更加准确，计算结果更加准确。
工程量计算
基于CATIA精细化模型，可自动计算并输出道路、钢结构、混凝土、钢筋、管道等工程量，完全满足项目投资概算的要求。
碰撞检测
根据管道碰撞检测结果，在桥梁施工前对既有管道进行针对性检查桥梁钢结构细节设计，提高管道搬迁效率；根据钢筋碰撞检测结果，施工前及时调整钢筋布置间距和保护层厚度，无需施工时临时更改。
二维绘图
二维绘图是土木工程行业的常见需求。上海市政府通过自主研发的Para3D智能桥梁设计软件，为桥梁专业人士实现了二维、三维一体化BIM设计图纸，解决了三维BIM软件制作图纸的难题。问题。它还支持同时生成数据表、2D图纸、3D模型和BIM信息。与其他工具结合，现已实现道路工程、引桥工程和管道的100%自动化快速绘图制作。
3D 绘图
主桥钢结构绘图采用CATIA中的AITAC二维绘图模块，定制钢结构绘图模板，采用三维+二维绘图方式。图纸更加丰富、清晰，弥补了二维图纸的缺点。
虚拟建造
该工程采用边跨主梁支架滑移施工、中跨主梁桥面吊吊装配、主塔垂直旋转施工等先进施工工艺。 CATIA 模型用于执行不同级别的施工程序和技术。精确的仿真保证了先进工艺的实现，提高了工程质量。
BIM管理平台
针对中兴大桥施工工艺复杂、安装精度高等特点，上海市政府自主研发了国内首个特大桥可视化及动态施工监控BIM平台。该平台与CATIA设计模型无缝连接。
项目亮点
