上海市政工程设计研究总院

通过公路、桥梁和隧道出行，早已成为我们日常生活的一部分。但我们是否曾停下脚步思考，这些基础设施要如何不仅各自运作良好，还能高效协同，构建出一个无缝衔接的交通网络？这背后，又需要怎样复杂而严谨的工程设计与技术支持？

上海市政总院专注于攻克复杂的工程难题。在过去的70年里，该公司已在中国完成了超过7000个标志性建设项目——包括桥梁、隧道和智能废水处理系统等领域。 

例如，卢浦大桥这一世界最大的钢拱桥之一，正是得益于上海市政总院卓越的工程实力；此外，其还承担了虹桥综合交通枢纽的设计工作，将上海虹桥国际机场、高速铁路、城际铁路、地铁线路及公路高效整合，构建出一个高度互联的一体化交通体系。

上海市政总院数字院院长吴军伟表示：“我们的长远愿景是通过数字技术，推动城市基础设施向智能化、可持续方向发展，进而将上海市政总院打造为全球市政工程设计领域的领导者。为实现这一目标，我们选择了达索系统的3DEXPERIENCE平台，并以此为基础，在道路设计BIM（RDBIM）、隧道设计BIM（TDBIM）和桥梁设计BIM（BDBIM）三个BIM建设领域开发专业化工具。”

上海市政总院与达索系统的合作始于2012年，当时上海市政总院的项目复杂性日益增加。

吴军伟指出：“在早期，我们的项目主要集中在单一专业的市政工程，例如道路和桥梁设计。随着城市化进程的推进，项目逐渐演变为多专业、多领域交叉融合的形式，我们也需要应对在设计、施工和运营等环节中日益增长的复杂性。尤其是在大型基础设施项目中，跨专业、跨部门之间的数据协调变得尤为困难。”

为了更好地管理日益复杂的工程项目，并提升各专业之间的协同效率，越来越多的市政客户在项目中要求设计方及施工方具备建筑信息建模（BIM）能力。BIM通过三维模型呈现工程项目的物理特性和功能属性，作为一项集中共享的知识资源，可覆盖项目全生命周期的各个阶段，包括规划、设计、施工和运维，为项目提供全面的信息支撑。

上海市政总院与达索系统已建立起稳固的合作关系。基于这一合作基础，上海市政总院深信，达索系统协同一体化的3DEXPERIENCE平台能够有效应对复杂多元的基础设施项目需求。该平台集成了CATIA设计软件、ENOVIA产品数据管理系统以及SIMULIA仿真解决方案，为项目提供全面支持。

上海市政总院数字院总工程师助理郑瓛表示：“对我们而言，达索系统的解决方案是整合BIM解决方案的最优选择。该平台融合了设计、仿真、制造与运营，支持对全生命周期的数字化管理。统一的数据源确保所有团队成员获取的信息一致，从而最大程度减少错误和返工。”

通过本地合作伙伴上海钛闻软件技术有限公司的培训和支持，上海市政总院的市政工程师们得以系统掌握3DEXPERIENCE平台的各项功能。通过有组织的培训课程，工程师们能够快速熟悉平台，并基于此自主开发道路设计BIM（RDBIM）、隧道设计BIM（TDBIM）和桥梁设计BIM（BDBIM）解决方案。

3DEXPERIENCE平台上CATIA的数字建模功能为上海市政总院的BIM解决方案提供了所需的设计功能，使其工程师能够创建高度准确的3D模型。郑瓛表示：“平台上CATIA的参数化设计功能，使我们能够快速高效地进行修改，以满足不同项目的需求。这一能力不仅提升了设计精度，也使整体设计周期缩短了约20%。”

例如，在深圳大望桥的工程设计中，3DEXPERIENCE平台在结构优化方面发挥了关键作用。大望桥全长超过232米，是深圳最长的单跨桥梁。借助该平台，工程师能够通过数字草图板快速绘制出桥梁的骨架线，进而确定整体结构形态。随后，工程师可从内置部件库中调用梁、柱等构件并添加至骨架线上。由于骨架线采用参数化引导，所有构件能够自动贴合其形态；一旦骨架线发生变更，相关构件也会同步调整，从而大幅提升建模效率，减少重复工作，并确保整体设计高度一致。

数字化建模还大大提升了碰撞检测的效率。通过这一过程，工程团队能够在任何实物施工开始前，识别并解决结构冲突或空间冲突，从而有效避免施工阶段可能出现的高成本返工。吴军伟指出：“参数化设计与碰撞检测功能帮助我们最大限度减少设计错误、加快决策效率，并提升整体项目的准确性。由于我们能够快速识别潜在冲突，该软件显著降低了设计修改的难度，而设计修改在项目中往往频繁发生，甚至会在最后阶段才提出。以往，设计修改所耗费的时间有时甚至超过了最初的设计过程。” 

作为平台的支柱，ENOVIA为材料、成本、进度计划、关键规格和维护需求等信息提供统一数据源。通过集中化的项目数据管理，确保了设计、施工与运营各阶段之间的数据一致性与高效协同。

ENOVIA还促进了多个团队之间的实时协作，提高了沟通效率和项目透明度。郑瓛表示：“通过使用ENOVIA，团队成员可以实时访问和更新项目数据，而不必通过电子邮件来回沟通，从而降低了沟通成本。该解决方案还支持全球团队协作。例如，来自结构、桥梁和管线等不同部门的项目业主、工程师和土木设计师可以并行推进各自的工作。在分布式的协作环境中实现无缝协同。这种工作方式不仅提升了项目的透明度，也帮助我们在每一个项目中始终如一地保证高标准的质量与执行效率。

与此同时，SIMULIA支持上海市政总院利用3D模型创建虚拟施工仿真，帮助市政工程师在实际施工开始前验证不同的设计方法并识别潜在风险。以上海机场联络线项目为例，该高速铁路工程涉及大量深层隧道施工。为了确保项目顺利推进并最大程度降低施工风险，项目对精确的设计与仿真能力以及实时协同提出了极高要求。

吴军伟表示：“在上海机场联络线项目中，SMEDI运用了BIM技术对复杂的地下结构进行设计与施工仿真，成功应对了软土、高压地下水等地质挑战。得益于3DEXPERIENCE平台所提供的高精度设计能力和高效施工支持，我们在多个方面创造了纪录，例如完成了最深基坑的开挖。同时，我们还实现了设计、施工与运营阶段的数字化无缝衔接，显著压缩了项目周期，降低了整体成本。”

展望未来，上海市政总院计划在现有成果基础上再接再厉，进一步拓展对3DEXPERIENCE平台能力的应用，推动覆盖全项目生命周期的持续创新。

吴军伟表示：“我们希望充分利用达索系统的技术，不仅用于验证新的设计方法和施工技术，还要在智慧城市和可持续基础设施领域探索新的机遇。这意味着我们能够继续承接日益复杂的市政工程项目，并进一步增强我们的市场竞争力。“