基于BIM技術下論轉(zhuǎn)體橋施工中的應用

陳立偉

摘要： 改建鐵路陽安二線洋縣漢江特大橋采用（40+64+40）m單線預應力混凝土連續(xù)梁結(jié)構形式跨越京昆高速公路。該轉(zhuǎn)體橋成功運用BIM技術，縮短了工期，節(jié)約了成本，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益，本文結(jié)合BIM技術在此工程施工中的實際應用，來探索適合轉(zhuǎn)體橋的BIM技術實施方案。為今后轉(zhuǎn)體橋運用BIM技術提供借鑒。

Abstract： The Yangxian Hanjiang Extra-bridge of Yangan No. 2 line of the reconstructed railway is constructed using the （40+64+40） m single-line prestressed concrete continuous beam structure across the Beijing-Kunming Expressway. The swivel bridge successfully used BIM technology， shortened the construction period， saved the cost， and achieved good economic and social benefits. This paper combines the practical application of BIM technology in the construction of this project to explore the implementation scheme of BIM technology suitable for swivel bridges， to provide reference for application of BIM technology in swivel bridge.

關鍵詞： BIM技術；轉(zhuǎn)體橋；施工；模型

Key words： BIM technology；swivel bridge；construction；model

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）20-0168-03

0 引言

BIM中文全稱為建筑信息模型。顧名思義就是借助三維數(shù)字技術，結(jié)合指定的工程信息，而建造出的專有數(shù)據(jù)模型。這樣一來，無論是在工程最初設計階段，還是施工運營階段都能為我們創(chuàng)建出完整數(shù)字模型，即時感觀三維立體效果圖，并對不足之處稍作調(diào)整。隨著科技化的推進，BIM技術得到了廣泛的應用。但多數(shù)用于建筑方面，水立方、世博會德國館等知名建筑都受益于BIM技術的輔助。但在橋梁上的應用仍處于探索階段。橋梁工程作為一種特殊的建筑，也順應時代動向，緊跟行業(yè)變革。在新的生產(chǎn)模式帶領下，應不斷提高自身的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益。因此，轉(zhuǎn)體橋要充分利用BIM技術，做到對施工中的要點與難點準確控制。本文結(jié)合BIM技術在洋縣漢江特大橋轉(zhuǎn)體橋施工中的實際應用，來探索適合轉(zhuǎn)體橋的BIM技術實施方案。

1 施工要點與難點

由于轉(zhuǎn)體橋的自身特性，施工難點：第一，由于地理位置關系，造成轉(zhuǎn)體橋曲線半徑較小，這就要求球鉸定位及線性控制精確度要高。第二，梁體采用滿堂支架法現(xiàn)澆施工是本工程安全、質(zhì)量的控制重點。第三，轉(zhuǎn)體橋臨近京昆高速，施工同時對京昆高速行車造成影響，必須在沿承臺靠近坡腳一側(cè)做好防護措施。第四，轉(zhuǎn)體橋主梁構造較為復雜，因此異形構件較多。第五，工程計算的快慢與準確度直接影響施工進度與各項計劃，轉(zhuǎn)體橋工程量較大，計算起來有些困難。綜合上述五條難點，決定采用BIM輔助技術。這樣一來，加快了施工進度，提高了設計精度，降低了投資成本。

2 BIM新技術在轉(zhuǎn)體橋懸灌施工中的應用

2.1 構建模型

三維模型的創(chuàng)建采用DASSAULT系列CATIA軟件進行建模，并采用DELMIA進行施工仿真模擬。一方面將橋梁各個構件實現(xiàn)參數(shù)化建模，同時將構件的設計信息、材質(zhì)等添加至BIM模型中，實現(xiàn)工程人員對項目的快速了解，便于工程的開展。另一方面，通過DEIMIA制作成施工仿真，讓施工人員對施工工藝與整個施工流程做到心中有數(shù)，保證施工質(zhì)量。另外，通過CATIA建立的精細化BIM模型還可以供測量人員作為現(xiàn)場坐標復核的依據(jù)，確保測量數(shù)據(jù)的準確性。

2.2 基于BIM三維算量

以往工程量的計算和統(tǒng)計通常是由工程技術人員按照施工圖紙所提供的量做二次統(tǒng)計以及通過施工圖紙進行手工計算。那么由于施工現(xiàn)場技術人員個人計算能力以及對圖紙理解深度的不同，往往計算和統(tǒng)計出來的工程量有較大差別甚至出現(xiàn)計算錯誤，對項目工程計價管理造成一定的損失。

基于BIM的三維算量利用二次深化后的三維模型，直接點擊目標構件得到工程量信息。這種工程量提取的方式可以根據(jù)不同人員的不同需求，按照部位，材質(zhì)等方式進行快速、準確的提取。

BIM建模軟件提供一定的準確的構件體積量，方便工程技術人員在澆筑混凝土時提前預報混凝土方量，如圖1所示。同時，我們也可通過BIM應用平臺來獲取已知構件的工程量信息，如圖2所示。

通過BIM軟件我們可以得到構件的混凝土量，這種辦法有利于我們對工程量進行預算和預報。圖中綠色矩形框內(nèi)的數(shù)字為所選連續(xù)梁對應節(jié)段的體積或稱之為混凝土方量。

通過BIM施工管理平臺，我們可對工程量進行統(tǒng)計并能按照構件和材質(zhì)形成工程量清單，方便造價相關人員進行工程計價和預決算。上圖下部表格所列出的有對應節(jié)段的混凝土方量和材料等。

2.3 碰撞分析

通過碰撞檢查對轉(zhuǎn)體橋的施工圖進行深化設計，不斷對設計進行優(yōu)化，保證了在施工階段因“錯、漏、碰、缺”而造成的工程損失與工期延誤。傳統(tǒng)的施工中，二維圖紙不能直觀的將鋼筋、預應力管道、預應力鋼筋、預埋件等體現(xiàn)出來，導致在施工過程中，出現(xiàn)彼此之間的碰撞與干擾，造成無法達到設計要求。而采用BIM技術，從三維可視化的角度，避免此現(xiàn)象的發(fā)生。本橋針對連續(xù)梁碰撞檢查共計30處，碰撞點825個。基于BIM技術的碰撞檢查，可以在項目施工前提前發(fā)現(xiàn)問題，避免施工過程中的怠工與返工現(xiàn)象，有效加快項目進度，減少材料浪費，節(jié)約成本，并且通過對鋼筋的優(yōu)化排布，保證了混凝土振搗的密實性。

碰撞檢查如圖3-圖5所示。

2.4 三維技術交底優(yōu)化施工

隨著科技化的推進，BIM技術得到了廣泛的應用。BIM模型的立體化和精準性等特點，使得其具有替代真實構筑物的功效。因此，我們可借助BIM模型來對圖紙進行清晰化認識，對結(jié)構復雜部位及節(jié)點進行準確識別。

在施工前，集中相關專業(yè)施工人員，采用將BIM三維模型投放于大屏幕的方式進行技術交底工作。BIM三維模型可以可視化預演施工中的重點、難點和工藝復雜的施工區(qū)域，多角度、全方位地查看模型，讓施工人員更加直觀地理解設計意圖，這樣做，不僅能減少施工中因圖紙理解錯誤導致的返工現(xiàn)象，還能提高交底工作的效率，加快施工進度，還利于工人和非本專業(yè)人員理解相關的工作內(nèi)容，如圖6所示。

2.5 進度管理

通過BIM技術對施工進度進行推演與預警，可以精確計算每一項工序所消耗的時間與材料，這不僅有利于工期安排，而且有利于資源的優(yōu)化配置，保證工程按期順利完工。首先，BIM模型中包含了各構件的詳細設計信息，包括尺寸信息、材料信息，而且在BIM管理平臺中可以快速將計劃內(nèi)混凝土、鋼筋等材料用量自動生成，有了這些數(shù)據(jù)作參考，我們再根據(jù)的以往的工作經(jīng)驗便可以得出更加合理的工時需求；其次，動態(tài)的4D施工模擬過程，也使得每一個人都可以快速準確的理解計劃，使得計劃編制人員不需要去查看復雜的圖紙，可快速驗證計劃的合理性與可行性。如圖7所示。

3 BIM應用成果分析

3.1 信息查詢迅速便捷

通過對BIM模型信息的快速查詢功能，可以實時了解整個項目的工程進度與工程質(zhì)量，包括材料消耗，相關施工負責人，項目成本信息等。

3.2 記錄詳細，減少施工誤差

BIM的碰撞分析可以有效的減少由“錯、漏、碰、缺”而造成的延誤和損失。通過BIM模型，可以直觀、清晰的看到各個構件的排布位置。避免了傳統(tǒng)施工中二位圖紙難以表達的問題。

3.3 節(jié)約成本，效率增加

通過BIM模型可快速、高效、準確計算工程量，有效提高工作效率，減少因工程量計算不準確而造成的工程損失。

3.4 問題反饋及時有效

4D施工模擬，將整個施工流程通過BIM技術模擬，在實際施工過程將二者對比進行，可以及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題與偏差，避免了由于誤差返工而造成的成本增加。另外，可以借此讓施工人員清晰了解每個施工階段的主要任務，保證工程的實施質(zhì)量。

4 結(jié)束語

隨著科技的不斷向前推進，BIM技術逐漸應用到橋梁工程中。針對洋縣漢江特大橋轉(zhuǎn)體橋施工工期緊，技術要求高，地理環(huán)境復雜，結(jié)構物尺寸變化多，懸灌轉(zhuǎn)體施工難度大等特點，引入BIM技術，運用CATIA軟件建立BIM三維信息模型，通過碰撞檢查、三維技術交底、三維工程量計算、施工進度管理等先進技術的應用，促進工程項目實現(xiàn)精細化管理、提高工程質(zhì)量、降低成本和安全風險。借助BIM技術這一簡單直觀的手段帶來直接的視覺認可，可以減少相關工程技術人員的工作量。這樣一來，大大提高了施工效率，降低了施工成本。BIM技術在轉(zhuǎn)體橋中的施工，改變了傳統(tǒng)落后的施工模式，并為BIM技術在橋梁施工中的應用提供了寶貴的借鑒意義。

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