BIM 技術(shù)在橋梁墩柱施工中的應(yīng)用

謝忠勝，劉明建

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，橋梁施工技術(shù)不斷發(fā)展，取得了較高的成就，如港珠澳大橋、青島海灣大橋等高水平的橋梁。但是與國(guó)際水平相比較，在施工協(xié)同化、建造信息化等方面還存在一定的距離，為彌補(bǔ)橋梁工程施工、管理的不足，努力打造一套完整化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的橋梁工程施工體系，不斷加強(qiáng)BIM 技術(shù)，尤其是在施工階段，利用BIM 施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)工序的協(xié)同作業(yè)，及橋梁工程施工之前，借助BIM 模擬施工技術(shù)，對(duì)橋梁施工的全過(guò)程進(jìn)行模擬，尤其是針對(duì)重難點(diǎn)部位可能存在的問(wèn)題進(jìn)行解析[1]，為施工方案提供更加直觀的參考依據(jù)，同時(shí)保證了安全、質(zhì)量、進(jìn)度的問(wèn)題，節(jié)約了施工周期及成本。BIM 技術(shù)在三清高速橋梁墩柱施工中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁的施工過(guò)程控制，保證了項(xiàng)目施工的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[2]。

2 工程概況

曲靖三寶至昆明清水高速公路土建2 標(biāo)項(xiàng)目，全長(zhǎng)22.71Km，其中高速范圍內(nèi)有橋梁16 座，涵洞67 座，其中棠梨沖大橋橋長(zhǎng)為306.08m，最高變截面墩柱為36.15m。

工程難點(diǎn):①工期緊張；②變截面墩柱鋼模板用量控制；③現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管力度大，各方協(xié)調(diào)難度大。

3 BIM 技術(shù)在橋梁墩柱施工中的使用

3.1 墩柱鋼模板的控制

由于云南地處高原地區(qū)且多山，橋梁施工復(fù)雜，樁基長(zhǎng)度不一，所以施工難度隨之增大，因此對(duì)墩柱鋼模板的控制就顯得極其重要，所以加強(qiáng)工程材料的控制，也是降本增效的有效途經(jīng)[3]。在通過(guò)對(duì)三清高速中橋梁的橋墩模板進(jìn)行1:1 深化，輸出模板加工圖紙及工程量，最大程度控制鋼模板用量，減少材料浪費(fèi)，降低成本，確保現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。深化之后，材料數(shù)量得到良好的控制，24件側(cè)模D5、24 件側(cè)模D6、72 件背杠D7 等，墩柱模板配置4 套，每套3 節(jié)，每節(jié)2.25m，節(jié)約了成本。

圖1 BIM 技術(shù)模擬鋼模板的控制

圖2 模擬墩柱澆筑

3.2 BIM 技術(shù)模擬墩柱澆筑

在對(duì)鋼模數(shù)量和立模方式進(jìn)行模擬后，通過(guò)對(duì)準(zhǔn)確性進(jìn)行校核之后，既可以進(jìn)行混凝土的模擬澆筑。在澆筑的過(guò)程中，對(duì)模板的受力和穩(wěn)定性等各個(gè)方面的參數(shù)進(jìn)行采集和記錄，澆筑完成后，觀察整體連接性和穩(wěn)定性，最后得出它的施工工藝，通過(guò)三維可視化交底形式，提高現(xiàn)場(chǎng)溝通效率，節(jié)省工作時(shí)間，確保施工成型效果。

圖3 通過(guò)程序計(jì)算工程量

3.3 4D 施工模擬分析進(jìn)度

在工程工期計(jì)劃中，整個(gè)標(biāo)段的施工時(shí)間為兩年左右，但是由于一些特殊原因，所以得在一年左右通車(chē)，同時(shí)由于施工期處于雨季，所以施工難度大，施工進(jìn)度受天氣影響嚴(yán)重，但是4D 模型虛擬施工能夠隨時(shí)了解施工計(jì)劃，并且直觀將計(jì)劃施工情況與實(shí)際進(jìn)行比較，隨時(shí)查看是否偏離目標(biāo)計(jì)劃，方便糾偏，同時(shí)能夠進(jìn)行有效的協(xié)同，讓業(yè)主、監(jiān)理方、領(lǐng)導(dǎo)對(duì)工程的實(shí)際施工情況進(jìn)行了解。且施工的進(jìn)度計(jì)劃是工程生產(chǎn)的重要指標(biāo)。質(zhì)量、進(jìn)度、投資是進(jìn)度管理的三大核心，直接能夠影響目標(biāo)工期的實(shí)現(xiàn)，以及投資效益的正常發(fā)揮，進(jìn)度計(jì)劃同時(shí)也是施工組織設(shè)計(jì)的核心，通過(guò)合理的安排人員、設(shè)備、材料以及施工順序來(lái)實(shí)現(xiàn)減少資金的支出，并且按工期目標(biāo)完成建設(shè)任務(wù)。利用BIM 可視化特點(diǎn)，結(jié)合4D 進(jìn)度模擬對(duì)比分析，模擬施工順序，合理配置資料，輔助項(xiàng)目評(píng)選出最優(yōu)施工進(jìn)度方案，提升各方溝通協(xié)調(diào)效率。

3.4 橋梁工程量提取

施工完成后，核算施工量所消耗的時(shí)間也比較多，同時(shí)人力資源消耗大，再加之商務(wù)部和物資部人員相對(duì)較少，所以這個(gè)項(xiàng)目主要與BIM 技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行工程量的計(jì)算，但是通過(guò)BIM 技術(shù)來(lái)統(tǒng)計(jì)工程量的軟件種類(lèi)有很多種，如Revit、廣聯(lián)達(dá)等軟件，工程量的統(tǒng)計(jì)方法又分為兩種，直接計(jì)算和間接結(jié)算。在整個(gè)項(xiàng)目中，都是采取直接計(jì)算法，通過(guò)軟件附帶的計(jì)算程序，最后通過(guò)信息的整合和其他計(jì)算程序的計(jì)算，得出BIM 模型工程量。

3.5 BIM 技術(shù)應(yīng)用的成果

①建立BIM 土建、安裝模型：在運(yùn)用BIM 技術(shù)建模時(shí)，同時(shí)圖紙來(lái)建立得到模型，且從中發(fā)現(xiàn)一些前期設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，并且及時(shí)做出改正。

②BIM 輔助管理：建立好模型之后，將現(xiàn)場(chǎng)模型錄入系統(tǒng)里，優(yōu)化管理。

③現(xiàn)場(chǎng)交底、指導(dǎo)施工：利用模型圖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，讓工人直觀感受施工流程，而且方便管理。

④施工資料管理：將BIM 技術(shù)和平臺(tái)結(jié)合，利于資料的保存，方便后期從多個(gè)方面尋找責(zé)任人。

4 結(jié)語(yǔ)

只有不斷的加強(qiáng)項(xiàng)目?jī)?nèi)部管理，提高項(xiàng)目利潤(rùn)水平，才能讓自身在市場(chǎng)有一席之位。

本文以橋梁墩柱施工為主體進(jìn)行說(shuō)明，基于BIM 模擬施工技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了進(jìn)度優(yōu)化、材料管控等，同時(shí)也將施工方案優(yōu)化，減少了成本，提升了施工效率及質(zhì)量。文章針對(duì)BIM 虛擬施工技術(shù)理論內(nèi)容，從數(shù)字化虛擬平臺(tái)的搭建及工程案例應(yīng)用等方面探究，為構(gòu)建可行性度高的BIM 虛擬施工技術(shù)方案在橋梁工程中的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐參考。

橋梁工程行業(yè)愈來(lái)愈規(guī)范，管理水平不斷的提高，行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，