BIM技術(shù)在鐵路橋梁模板施工管理中的應(yīng)用研究

張勛鵬

【摘要】近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，國(guó)家加大了在鐵路工程建設(shè)方面的投資，鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目逐步增多。而在很多鐵路橋梁工程中，都包含了鐵路橋梁施工，此環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量直接關(guān)系著鐵路工程的整體施工效果，尤其是模板施工是其中的重要內(nèi)容，其施工難度相對(duì)較大，在施工過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)模板工程的動(dòng)態(tài)管理?；诖?，本文以某工程為例，分析了BIM技術(shù)在鐵路橋梁模板施工管理中的具體應(yīng)用，有利于提高鐵路橋梁模板施工的整體水平，提升工程效益。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);鐵路橋梁工程;模板施工管理;應(yīng)用

1、工程概況

以某鐵路橋梁工程為例，該工程為某鐵路工程特大橋的一部分，全長(zhǎng)14.45km，管內(nèi)包含了3處連續(xù)梁、1孔非標(biāo)梁，其他為T梁。結(jié)合區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)地形條件，本工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)多采用鉆孔灌注樁，樁基直徑存在著大小的差異。在橋梁墩部結(jié)構(gòu)中，采用雙線圓端形實(shí)體橋墩、雙線圓端形固定橋墩，而整個(gè)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)采用雙線一字形橋臺(tái)。在本工程中，包含的樁基結(jié)構(gòu)較多，且整個(gè)混凝土施工面積較大，模板施工具有復(fù)雜性。

2、基于BIM的鐵路橋梁參數(shù)化模型創(chuàng)建

在鐵路橋梁模板施工過(guò)程中，參數(shù)化模型的建立要根據(jù)工程的設(shè)計(jì)圖紙，應(yīng)用Revit軟件來(lái)構(gòu)建完善的BIM模型，在該模型內(nèi)，包含了鐵路橋梁工程的所有信息以及具體的細(xì)化模型，比如樁基、承臺(tái)、墩身、模板等。在實(shí)際的施工過(guò)程中，根據(jù)工程建設(shè)的要求，實(shí)現(xiàn)模型的深化設(shè)計(jì)，保障在鐵路橋梁工程中，所有的施工工藝等能夠達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在建模之前，要對(duì)橋梁中所包含的各種構(gòu)件等加以詳細(xì)劃分，并創(chuàng)建相應(yīng)的分構(gòu)件族，應(yīng)用尺寸標(biāo)注法在模型內(nèi)添加各種參數(shù)，形成模板塊，如圖1所示。

在應(yīng)用BIM模型進(jìn)行T梁的模型創(chuàng)建者紅，要充分應(yīng)用Revit軟件，該軟件本身具有建筑設(shè)計(jì)、MEP工程、結(jié)構(gòu)工程與施工領(lǐng)域等多方面的功能，在橋梁工程中的應(yīng)用中，尤其在變截面箱梁中，由于其本身缺乏系統(tǒng)族，需要單獨(dú)應(yīng)用拉伸、融合、旋轉(zhuǎn)、放樣與放樣融合的方式來(lái)進(jìn)行模型的創(chuàng)建，在T梁模型的創(chuàng)建中，要充分應(yīng)用Revit軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。T型梁模板的創(chuàng)建過(guò)程中，需要進(jìn)行T梁的參數(shù)化，參數(shù)化主要包含了兩種方式，前者將盡量多的截面構(gòu)造相似的構(gòu)建封裝于一個(gè)族中，這種參數(shù)化方式的優(yōu)勢(shì)是適用性較高，而缺點(diǎn)是控制參數(shù)相對(duì)較多且相對(duì)復(fù)雜，而另一種參數(shù)化方式主要是根據(jù)截面的差異性，將構(gòu)件在不同的族類型中加以封裝，這種方式下，其控制參數(shù)相對(duì)較少，使用方便，但是其適用性相對(duì)較低。

圖1 模板族示意圖

掛籃模板的創(chuàng)建過(guò)程中，要充分應(yīng)用MIDAS/Civil建立三角掛籃總體模型，在該模型中，對(duì)前支點(diǎn)、后部錨桿等施加一定的約束力，其荷載主要包含了混凝土、掛籃自重荷載、模板荷載、混凝土澆筑與振搗荷載等，將這些全部的荷載逐步轉(zhuǎn)化為作用于底?？v梁及內(nèi)外滑梁的線荷載，進(jìn)而獲得各個(gè)桿件的內(nèi)力值、應(yīng)力值與變形值等。

3、Revit模板周轉(zhuǎn)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)鐵路橋梁模板施工管理而言，在應(yīng)用BIM技術(shù)的過(guò)程中，要充分根據(jù)工程的施工計(jì)劃、模板配置與周轉(zhuǎn)方案等，對(duì)鐵路橋梁的相關(guān)施工情況等進(jìn)行模擬，模擬過(guò)程的實(shí)現(xiàn)主要是為了進(jìn)行施工方案科學(xué)性、合理性的檢查，根據(jù)模擬結(jié)果，有關(guān)人員可以直接對(duì)工程設(shè)計(jì)與施工方案等進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。近年來(lái)，為實(shí)現(xiàn)良好的模擬效果，在Revit軟件內(nèi)，逐步開發(fā)了一種新型的橋梁裝配式模板自動(dòng)匹配系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建立能夠在鐵路橋梁工程中實(shí)現(xiàn)模板的自動(dòng)匹配，并且該系統(tǒng)還兼具模板統(tǒng)計(jì)與方案檢查的功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)模板周轉(zhuǎn)方案的驗(yàn)證，使得該系統(tǒng)內(nèi)可以自動(dòng)進(jìn)行模板的周轉(zhuǎn)計(jì)算。

4、基于BIM的鐵路橋梁模板施工管理

4.1施工動(dòng)態(tài)監(jiān)控

在鐵路橋梁工程中，為保障模板施工管理的整體效果，有關(guān)人員要充分發(fā)揮BIM技術(shù)的管理優(yōu)勢(shì)，提高精細(xì)化管理水平，在施工過(guò)程中，做好模板監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、考核指標(biāo)等的有效管理，并將這些內(nèi)容作為模板管理的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)在模板周轉(zhuǎn)的有效管理，并保障預(yù)留數(shù)據(jù)接口的準(zhǔn)確性，這些信息、數(shù)據(jù)等的有效管理保障了在后期的工程管理中，能夠直接利用這些信息數(shù)據(jù)等。比如，以Luban BE為主要的平臺(tái)，能夠快速實(shí)現(xiàn)模板的基礎(chǔ)配置等，隨后將Revit模型導(dǎo)出，將導(dǎo)出的結(jié)果直接上傳至Luban BE平臺(tái)，使得在模板施工過(guò)程中，能夠充分應(yīng)用這些數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)工程的有效管理?；贐IM技術(shù)的鐵路橋梁模板施工中的應(yīng)用，最為明顯的優(yōu)勢(shì)就是其可以在施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)反映模板施工的整體效果。

4.2可視化交底

隨著我國(guó)鐵路橋梁工程項(xiàng)目的增多，一些鐵路橋梁工程實(shí)施的難度相對(duì)較大，在后期的橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，要考慮的工程因素相對(duì)較多。由于BIM技術(shù)具有可視化特征，其可以在鐵路橋梁模板工程施工時(shí)，建立三維化的動(dòng)態(tài)模型，進(jìn)而在該模型內(nèi)對(duì)相關(guān)的橋梁模板結(jié)構(gòu)等加以模擬與分析，有效實(shí)現(xiàn)了模板方案的優(yōu)化。此外，對(duì)于模板技術(shù)方案交底過(guò)程中所涉及的不直觀、不清晰的情況，可以借助于4D虛擬動(dòng)畫技術(shù)，將有關(guān)的施工方案等加以直觀呈現(xiàn)，了解施工中需要重點(diǎn)關(guān)注與處理的問(wèn)題。

4.3工序模擬

由于BIM技術(shù)本身具有一定的模擬特性，這就使得在鐵路橋梁模板施工過(guò)程中，能夠結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)有關(guān)的施工方式等加以三維模型構(gòu)建，在模型的建立過(guò)程中，有關(guān)人員可以直接進(jìn)行施工工序等的模擬，從而使得施工人員從模擬的過(guò)程中直接掌握施工存在的潛在隱患，進(jìn)而在模板施工過(guò)程中注意這些環(huán)節(jié)的技術(shù)處理。

結(jié)語(yǔ)：

BIM技術(shù)作為一種新型的工程技術(shù)，由于其本身具有可視化、模擬性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在很多工程領(lǐng)域得到了極為普遍的應(yīng)用，尤其是在鐵路橋梁模板工程中，BIM技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)模板方案的優(yōu)化，保障模板周轉(zhuǎn)方案的科學(xué)性，提高工程施工的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜雄基.BIM技術(shù)在鐵路橋梁工程中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（12）：93-94.

[2]劉延宏.BIM技術(shù)在鐵路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2015（3）：47-50.

[3]蔣平江，趙永鋒，趙欽，曹庚輝.BIM技術(shù)在鐵路橋梁模板施工管理中的應(yīng)用研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2019，38（09）：147-150+157.