Nghiên cứu lập mô hình thông tin công trình cầu cho bước thiết kế kết cấu nhịp cầu vượt ngã tư 550 bình dương đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2019 NGHIÊN CỨU LẬP MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH CẦU CHO BƯỚC THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP CẦU VƯỢT NGÃ TƯ 550 – BÌNH DƯƠNG Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Việt Đỗ Minh Truyền Nguyễn Trường Giang Bùi Vĩ Võ Minh Khoa Lớp : Cầu đường K56 Lớp : Cầu đường K56 Lớp : Cầu đường K56 Lớp : Cầu đường K56 Lớp : Cầu đường anh K56 Người hướng dẫn: ThS Huỳnh Xuân Tín Khoa: Cơng Trình Khoa: Cơng Trình Khoa: Cơng Trình Khoa: Cơng Trình Khoa: Cơng Trình TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2019 NGHIÊN CỨU LẬP MÔ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH CẦU CHO BƯỚC THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP CẦU VƯỢT NGÃ TƯ 550 – BÌNH DƯƠNG Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Việt Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Cầu đường K56 Khoa: Cơng trình Năm thứ: 4/4.5 Ngành học: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Đỗ Minh Truyền Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Cầu đường K56 Khoa: Cơng trình Năm thứ: 4/4.5 Ngành học: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Nguyễn Trường Giang Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Cầu đường K56 Khoa: Cơng trình Năm thứ: 4/4.5 Ngành học: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Bùi Vĩ Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Cầu đường K56 Khoa: Công trình Năm thứ: 4/4.5 Ngành học: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Võ Minh Khoa Nam Dân tộc: Kinh Lớp: Cầu đường anh Khoa: Cơng trình Năm thứ: 4/4.5 Ngành học: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng Người hướng dẫn: ThS Huỳnh Xn Tín L IC M N Trong th i gian th c hi n hoàn thành c r t nhi u s giúp tài nhóm nghiên c u ã nh n , quan tâm t o i u ki n t m i phía Tr nghiên c u xin g i l i c m n chân thành n Ban giám c tr c tiên, nhóm nhóm ng i h c Giao thông V n t i Phân hi u t i TP.H Chí Minh ã t ch c H i thi Nghiên c u Khoa h c sinh viên, t o i u ki n cho nhóm nghiên c u khoa h c c làm quen v i công vi c nghiên c u c bi t, nhóm nghiên c u xin trân tr ng c m n th y Hu nh Xn Tín gi ng viên b mơn C u H m ã t n tình ch b o, h trình l a ch n th c hi n ng d n, giúp nhóm nghiên c u tài V i n n ki n ki n th c nh ng kinh nghi m th c t h n ch , nghiên c u c a nhóm nghiên c u khơng tránh kh i nh ng sai sót Nhóm nghiên c u r t mong nh n c nh ng l i ch d n, óng góp ý ki n c a quý Th y Cơ c a nhóm nghiên c u tài nghiên c u c hồn thi n h n Nhóm nghiên c u xin kính chúc q Th y Cơ tr ng i h c Giao thông v n t i Phân hi u t i TP.H Chí Minh d i s c kh e, h nh phúc thành công công tác c ng nh cu c s ng i di n nhóm th c hi n Nguy n Xuân Vi t tài M CL C CH NG I: T NG QUAN V TÌNH HÌNH NGHIÊN C U ÁP D NG MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH C U 1.1 T ng quan v s phát tri n mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) th gi i 1.1.1 Khái ni m mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) 1.1.2 L i ích c a mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) 1.1.3 ng d ng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) t i m t s n c th gi i 13 1.2 T ng quan v s phát tri n mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) xây d ng Vi t Nam 15 1.2.1 ng d ng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) t i Vi t Nam .15 1.2.2 T m quan tr ng c a vi c ng d ng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) t i Vi t Nam 17 1.2.3 M t s rào c n vi c ng d ng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) t i Vi t Nam 19 1.2.4 Nh ng cơng trình c u áp d ng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) Vi t Nam 23 1.3 K t lu n ki n ngh 26 CH NG II: PHÂN TÍCH L A CH N TIÊU CHU N (H NG D N) VÀ B PH M M M PHÙ H P L P MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH C U CHO B C THI T K (LOD350) K T C U NH P C U THÉP 27 2.1 Các tiêu chu n 27 2.1.1 Tiêu chu n BrIM c a M 27 2.1.2 Tiêu chu n BIM c a Anh 30 2.1.3 Tiêu chu n BIM c a Vi t Nam 33 2.1.4 L a ch n tiêu chu n 36 2.2 Phân tích l a ch n b ph n m m phù h p 39 2.2.1 Ph n m m Revit 39 2.2.2 Ph n m m Allplan 40 2.2.3 Trao i mơ hình gi a Revit Allplan b ng IFC 43 2.3 K t lu n ki n ngh 59 CH NG III: ÁP D NG L P MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH C U CHO B C THI T K (LOD350) K T C U NH P THÉP C U V T NGÃ T 550 – BÌNH D NG 60 3.1 Xây d ng mô hình trao i thơng tin cho giai o n thi t k 60 3.2 Mơ hình hóa thơng tin k t c u ph n 65 3.2.1 K t c u nh p .65 3.2.2 K t c u áo ng b n m t c u 66 3.3 Mơ hình hóa thơng tin k t c u ph n d i 68 3.3.1 M b n 68 3.3.2 Tr , c c kê g i 69 3.4 Mơ hình hóa thơng tin k t c u khác 71 3.4.1 C t i n, h th ng thoát n c khe co dãn 71 3.4.2 Lan can g ch n 72 3.5 Mơ hình hóa thơng tin ng u c u 73 3.5.1 T ng ch n có c t m t ng ch n 73 3.5.2 T ng ch n ch I, ch L 74 3.6 K t lu n ki n ngh 75 K T LU N VÀ KI N NGH 76 K t lu n 76 Ki n ngh 76 TÀI LI U THAM KH O 77 DANH M C B NG BI U B ng 1-1: ng d ng BIM vào t ng giai o n c a cơng trình B ng 2-1: So sánh trao i thông tin gi a Revit Allplan 43 B ng 3-1: B ng kh i l ng k t c u nh p 66 B ng 3-2: B ng kh i l ng bê tông nh a 67 B ng 3-3: B ng kh i l ng c t thép b n m t c u 67 B ng 3-4: B ng kh i l ng c t thép b n B ng 3-5: B ng kh i l ng c t thép c c 69 B ng 3-6: B ng kh i l ng c t thép kê g i 70 B ng 3-7: B ng kh i l ng c t thép tr 70 B ng 3-8: B ng kh i l ng h th ng thoát n B ng 3-9: B ng kh i l ng lan can g ch n G1-1 72 B ng 3-10:B ng kh i l ng lan can g ch n G2-1 72 B ng 3-11:B ng kh i l ng lan can g ch n G3 73 B ng 3-12:B ng kh i l ng lan can g ch n G4-1 73 B ng 3-13: B ng kh i l ng lo i Panel 74 B ng 3-14: B ng kh i l ng c t thép m t B ng 3-15: B ng kh i l ng c t thép t ng ch n m A1 75 B ng 3-16: B ng kh i l ng c t thép t ng ch n m A3 75 69 c u c u 71 ng ch n lo i 74 DANH M C HÌNH NH Hình 1-1: T ng quan v mơ hình thơng tin BIM Hình 1-2: Mơ hình tích h p thông tin Hình 1-3: Phát tri n mơ hình BIM t b n v 2d Hình 1-4: Mơi tr ng trao i d li u chung Hình 1-5: Ti m n ng ng d ng BIM Hình 1-6: Vịng i cơng trình Hình 1-7: Mơ hình 3D c u C a Hình 2-1: S Vi t Nam i 24 quy trình qu n lý vịng i c u 28 Hình 2-2: H th ng tài li u pháp lý ng d ng BIM Anh 30 Hình 2-3: Phát tri n c a BIM Protocol Hình 2-4: Cài s d ng th c t 32 t xu t IFC 44 Hình 2-5: H p tho i ánh x 45 Hình 2-6 T p ánh x Revit-IFC 46 Hình 2-7: Thu c tín IFC 48 Hình 2-8: Tùy ch n nh p IFC 49 Hình 2-9: Ma tr n ánh x IFC-Allplan 50 Hình 2-10: Tr ng h p mong mu n v kh n ng s a i cho m t c c c nh p vào Allplan 52 Hình 2-11: Revit: m t c c nh p vào có th s a Hình 2-12: T soát - c t ng cánh c nh p kh u c t c s p x p th hi n tr Hình 2-13: Revit: m t b c t c i u ch nh b i i m ki m ng h p không mong mu n 53 ng d m nh p vào - khơng th thay Hình 2-14: Các ph n t không th thay tr i b i i m ki m soát 51 i c nh p ( i t i 52 ng k t xu t) - ng h p không mong mu n 54 Hình 2-15: Revit: m t chùm tia nh p vào khơng th thay d ng c a c g ng n l c s a Hình 2-16 Các l p IFC khác i không th trì hình i hình h c 63 c gán cho cá th riêng l 55 Hình 2-17: Solibri model checker: ví d v giá tr c gán cho ph n t t ng ng 56 Hình 2-18: Allplan: ví d v tr ng h p s a i cho ph n t t ng ng 57 Hình 2-19: M t c c c mơ hình hóa 58 Hình 2-20: Mơ hình hóa c c d Hình 2-21: K t qu thu Hình 3-1: M c Hình 3-2: S i d ng hình tr 58 c 58 phát tri n mơ hình 60 trao i thơng tin q trình thi t k 61 Hình 3-3: Ký hi u BPMN cho bi n c 62 Hình 3-4: Ký hi n BPMN cho nhi m v 62 Hình 3-5: Ký hi u BPMN cho trình t chu i 62 Hình 3-6: Ký hi u BPMN cho chu i thông báo 62 Hình 3-7: Ký hi u BPMN cho liên k t 62 Hình 3-8: Ký hi u BPMN cho pool 63 Hình 3-9: Ký hi u BPMN cho lane 63 Hình 3-10: Ký hi u BPMN cho it ng d li u 63 Hình 3-11: Ký hi u BPMN cho thông i p 63 Hình 3-12: Ký hi u BPMN cho nhóm 63 Hình 3-13: S t ch c làm vi c trình nghiên c u 64 Hình 3-14: Mơ hình hóa b trí chung c u v t ngã t 550 – Bình D ng 65 Hình 3-15: Mơ hình hóa k t c u nh p 65 Hình 3-16 : Mơ hình hóa k t c u áo ng bê tông nh a, b n m t c u lo i 66 Hình 3-17: Mơ hình hóa m c u b n 68 Hình 3-18: Mơ hình hóa m c u b ng Dynamo 68 Hình 3-19: Mơ hình hóa tr , c c kê g i 69 Hình 3-20: Mơ hình hóa c t i n, h th ng n c khe co dãn 71 Hình 3-21 : Mơ hình hóa lan can g ch n 72 Hình 3-22: Mơ hình hóa t ng ch n có c t m t ng ch n 73 Hình 3-23: Mơ hình hóa t ng ch n ch I, ch L 74 DANH M C T VI T T T A/E/C: Architecture Extructure Construction ACI: Applocation Centric Infrastructure AISC: American Istitute of Steel Construction BIM: Builing Information Modeling BrIM: Bridge Information Modeling BMS: Building Modeling Structural BS1192-4:2014: Collaborative production of information, Part 4: Fulflling employer’s information exchange requirements using COBie – Code of practice CDE: Common Data Environment CP: C ph n D&B: Design and Build D&D: Design and Development DBB: Digital Built Britain DOT: Department of Transportation TXD: it ng xây d ng FHWA: Federal Highway Adminstration HVCA: Heating, Ventilation and Air Conditioning IDP: International Development Program IFC: Industry Foundation Classes KICT: Korea Institute of construction Technology PAS: Publically Available Specification PAS1192-2:2013: Specification for Information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling PAS1192-3:2014: Specifcation for information management for the operational phase of assets using building information modelling PAS1192-5:2015: Specifcation for security-minded building information modelling Digital build environments and smart asset management PCI: Peripheral Component Interconnect ROI: Return On Investment TNHH MTV: Trách nhi m h u h n m t thành viên TVTK: T v n thi t k UBND: y ban nhân dân UK: The United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland VN : Vi t Nam ng 62 Sau mô tả ký hiệu được sử dụng sơ đồ: - Biến cố: Điều đó xảy ch̃i mợt q trình Hình 3-3: Ký hiệu BPMN cho biến cố - Nhiệm vụ: Hoạt động một thuật ngữ chung cho công việc mà một công ty thực mợt quy trình Nhiệm vụ mợt hoạt động nguyên tử được bao gồm một quy trình Hình 3-4: Ký BPMN cho nhiệm vụ - Trình tự chuỗi: Trình tự ch̃i hiển thị thứ tự hoạt đợng sẽ được thực tiến trình Hình 3-5: Ký hiệu BPMN cho trình tự chuỗi - Chuỗi thông báo: Hiển thị luông thông điệp giữ hai người tham gia Hình 3-6: Ký hiệu BPMN cho chuỗi thông báo - Liên kết: Đường hiển thị thông tin vật với yêu tố đồ họa BPMN Văn thích tạo phẩm khác có thể được liên kết Mũi tên có thể cho biết hướng luồng cần Hình 3-7: Ký hiệu BPMN cho liên kết - Pool: Pool đại diện cho một người tham gia công tác Nó có thể hoạt động một bể bơi một thùng chứa đồ họa để phân vùng một tập hợp hoạt động từ Pool khác 63 Hình 3-8: Ký hiệu BPMN cho Pool - Lane: Lane một phân vùng phụ mợt q trình, đơi mợt pool Lanes tổ chức phân loại hoạt đợng Hình 3-9: Ký hiệu BPMN cho Lane - Đối tượng liệu: Cung cấp thông tin về hoạt động cần được thực và/ những chúng tạo Hình 3-10: Ký hiệu BPMN cho đối tượng liệu - Thông điệp: Thông điệp mô tả nôi dung giữ hai người tham gia Thư trả về (thư không khởi tạo) được sử dụng phong bì được tơ bóng thư gửi (thư khởi tạo) sử dụng phong bì khơng có mờ bóng Hình 3-11: Ký hiệu BPMN cho thơng điệp - Nhóm: Nhóm yếu tớ đồ họa mợt danh mục Hình 3-12: Ký hiệu BPPMN cho nhóm Dựa vào sơ đồ nhóm nghiên cứu thực thiết kế thông qua giai đoạn: Bắt đầu, thực kết thúc Trong giai đoạn bắt đầu việc khảo sát vẽ 2D được kiểm tra xuất mợt mơ hình khảo sát Từ đó mơ hình khảo sát được đưa đến kỹ sư lập kế hoạch lập nên kế hoạch công việc giao cho kĩ sư điều phối nhân 64 lực để tiến hành phân chia cơng việc hợp lí lúc giai đoạn thực bắt đầu Từ đây, một file chứa công việc lẫn nhân lực sẽ được truyền xuống chuyên viên Các chuyên viên sẽ nhận nhiệm vụ thực Chuyên viên hoàn thành xong sớm hoàn thành xong lúc sẽ trao đổi thông tin trực tiếp với người quản lý mơ hình (việc trao đổi được trùn thơng qua google drive) Từ đó người quản lý sẽ xem xét, hồn thành tớt người quản lý sẽ gửi thông tin lên cho người lập kế hoạch để điều phới cơng việc Q trình được thực kế hoạch kết thúc Sau hoàn thành xong kế hoạch, người lập kế hoạch sẽ trao đổi thơng tin với chủ trì thiết kế về khới lượng làm được Chủ trì thiết kế sẽ trao đổi thông tin với chủ nhiệm thiết kế từ đó xem xét khới lượng hồn thành có đảm bảo hay khơng Nếu hồn thành xong, chủ trì thiết kế sẽ gửi mợt file mơ hình thiết kế thi cơng cho chủ đầu tư Hình 3-12: Sơ đồ tổ chức làm việc trình nghiên cứu 65 3.2 Mơ hình hóa thơng tin kết cấu phần Hình 3-14: Mơ hình hóa bố trí chung cầu vượt ngã tư 550 – Bình Dương 3.2.1 Kết cấu nhịp Hình 3-15: Mơ hình hóa kết cấu nhịp 66 Bảng 3-1: Bảng khối lượng kết cấu nhịp 3.2.2 Kết cấu áo đường mặt cầu Hình 3-16 : Mơ hình hóa kết cấu áo đường bê tơng nhựa, mặt cầu loại 67 Bảng 3-2: Bảng khối lượng bê tông nhựa Bảng 3-3: Bảng khối lượng cốt thép mặt cầu 68 3.3 Mơ hình hóa thông tin kết cấu phần 3.3.1 Mố q độ Hình 3-17: Mơ hình hóa mố cầu q độ Hình 3-18: Mơ hình hóa mố cầu Dynamo 69 Bảng 3-4: Bảng khối lượng cốt thép độ 3.3.2 Trụ, cọc đá kê gối Hình 3-19: Mơ hình hóa trụ, cọc đá kê gối Bảng 3-5: Bảng khối lượng cốt thép cọc 70 Bảng 3-6: Bảng khối lượng cốt thép đá kê gối Bảng 3-7: Bảng khối lượng cốt thép trụ 71 3.4 Mơ hình hóa thơng tin kết cấu khác 3.4.1 Cột điện, hệ thống thoát nước khe co dãn Hình 3-20: Mơ hình hóa cột điện, hệ thống thoát nước khe co dãn Bảng 3-8: Bảng khối lượng hệ thống thoát nước đầu cầu 72 3.4.2 Lan can gờ chắn Hình 3-21 : Mơ hình hóa lan can gờ chắn Bảng 3-9: Bảng khối lượng lan can gờ chắn G1-1 Bảng 3-10: Bảng khối lượng lan can gờ chắn G2-1 73 Bảng 3-11: Bảng khối lượng lan can gờ chắn G3 Bảng 3-12: Bảng khối lượng lan can gờ chắn G4-1 3.5 Mơ hình hóa thơng tin đường đầu cầu 3.5.1 Tường chắn có cốt mũ tường chắn Hình 3-22: Mơ hình hóa tường chắn có cốt mũ tường chắn 74 Bảng 3-13: Bảng khối lượng loại Panel Bảng 3-14: Bảng khối lượng cốt thép mũ tường chắn loại 3.5.2 Tường chắn chữ I, chữ L Hình 3-23: Mơ hình hóa tường chắn chữ I, chữ L 75 Bảng 3-15: Bảng khối lượng cốt thép tường chắn mố A1 Bảng 3-16: Bảng khối lượng cốt thép tường chắn mố A3 3.6 Kết luận kiến nghị Bộ phần mềm Revit có đủ khả xây dựng mơ hình thơng tin cơng trình cầu, nó có tính đồng bợ xác, hệ thớng ký hiệu được quản lý chặt chẽ thớng Vì rút ngắn thời gian làm việc Tuy nhiên, q trình xuất dữ liệu tớn nhiều thời gian, tệp lưu trữ nặng Việc tạo lập family revit cung cấp một khối lượng dữ liệu lớn giúp thuận tiện cho trình xây dựng mơ hình tương tự sau 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Thông qua trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu thấy BIM mang lại nhiều lợi ích to lớn không chỉ giúp tăng suất, tăng hiệu công việc mà còn giảm lãng phí xây dựng Với những lợi ích mà nó mang lại nhiều nước giới ứng dụng vào thực tiến Trong đó Việt Nam bắt đầu nghiên cứu đưa vào thực mợt sớ cơng trình Tuy nhiên chỉ được thực từng đơn vị riêng lẽ chưa có quy trình cụ thể đó rào cản lớn ứng dụng vào Việt Nam Hai tiêu chuẩn Mĩ tiêu chuẩn Anh đưa sơ đồ quy trình BIM hệ thớng pháp lý cụ thể Từ đó có thể tham khảo đưa tiêu chuẩn BIM cho Việt Nam Việc lựa chọn bộ phần mềm phù hợp để xây dựng mơ hình BIM quan trọng Vì nhóm nghiên cứu có thể chọn hai bộ phần mềm Revit Allplan để xây dựng mơ hình Hai bợ phận mềm đều có điểm mạnh riêng khác tùy vào điều kiện cụ thể mà lựa chọn bộ phần mềm để xây dựng mơ hình Từ việc xây dựng sơ đồ quy trình trao đổi thơng tin chi tiết bợ phần mềm phù hợp, nhóm nghiên cứu xây dựng mô hình thơng tin cơng trình cầu cho bước thiết kế kết cấu nhịp cầu vượt ngã tư 550 – Bình Dương Hướng nghiên cứu nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm hiểu về phần mềm Revit sử dụng phần mềm Dynamo can thiệp vào mã code Revit Kiến nghị Áp dụng sơ đồ quy trình trao đổi thông tin tiêu chuẩn Mĩ BIM protocol tiêu chuẩn Anh để xây dựng tiêu chuẩn BIM Quốc Gia Đề xuất lựa chọn bộ phần mềm Revit để lập mơ hình thơng tin cơng trình cầu (BIM) cho bước thiết kế