BIM在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁懸灌施工中的應(yīng)用

付廷達(dá)

【摘? 要】通過運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸灌施工進(jìn)行優(yōu)化，解決了跨吉信互通特大橋鋼筋優(yōu)化、混凝土多孔定點(diǎn)振搗、預(yù)應(yīng)力管道定位、鋼筋定位和泵送混凝土澆筑等施工難題，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效果，可為類似工程的修建提供借鑒。

【Abstract】By using BIM technology to optimize the cantilever pouring construction of prestressed concrete continuous beam， this paper solves the construction problems such as steel bar optimization， concrete multi-hole fixed point vibration， prestressing pipe positioning， steel bar positioning and pumping concrete casting of the large cross-Jixin interworking bridge， and obtains obvious economic effects， which can provide reference for the construction of similar projects.

【關(guān)鍵詞】BIM;連續(xù)梁;鋼筋定位;定點(diǎn)振搗

【Keywords】BIM; continuous beam; steel bar positioning; fixed point vibration

【中圖分類號(hào)】TU74? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）02-0158-02

1 工程概況

新建張家界經(jīng)吉首至懷化鐵路跨吉信互通特大橋位于湘西州鳳凰縣，全長560.48m，中心里程DK162+898.41。該橋設(shè)計(jì)范圍位于半徑10000m的圓曲線上，線間距為5m，橋面寬度為12.6m，坡度為-3.5‰。

連續(xù)梁全長為153.5m（含兩側(cè)梁端至邊支座中心各0.75m），計(jì)算跨度為（40+72+40）m，中支點(diǎn)處梁高6.20m，截面最低點(diǎn)梁高在端支座為3.60m，梁底按R=217.117m圓曲線變化。0#塊長11m，中間段按每段為3.0m和3.5m長，共9個(gè)中間節(jié)。邊跨現(xiàn)澆段5.75m，中跨合攏段2m。最重段為0#段，重量為776.65t。邊支座中心至梁端0.75m。邊支座橫橋向中心距5.60m， 中支座橫橋向中心距5.90m。

0#塊梁高6.2m，底板寬6.7m、頂板寬12.6m。0#塊箱梁內(nèi)寬為3m的實(shí)心橫膈墻兩道，頂板厚0.6m，底板厚1.1m，腹板厚1.1m，懸臂部分腹板厚度為0.9m。

2 BIM應(yīng)用原理

利用BIM建模及動(dòng)畫演示技術(shù)，提前進(jìn)行鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道優(yōu)化，有效避免施工中沖突及相互干擾;預(yù)應(yīng)力管道精確定位;根據(jù)BIM三維建模合理設(shè)置多點(diǎn)振搗孔，實(shí)施多孔振搗方案，確保支座附近混凝土振搗密實(shí)。

2.1 基于BIM技術(shù)的鋼筋優(yōu)化

應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)連續(xù)梁支座上方鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件等進(jìn)行碰撞檢查，對(duì)檢查出的碰撞點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，解決鋼筋碰撞沖突和豎向振搗不暢問題。

①碰撞情況：A2b鋼筋與T4預(yù)應(yīng)力管道碰撞交叉。

②優(yōu)化措施：加長A2b鋼筋頂板寬度，兩側(cè)各加長290mm，由2800～3200mm，加長至3380～3780mm，總鋼筋長度不變，以繞開T4鋼管束。

③碰撞情況：B1a鋼筋與T2、T9預(yù)應(yīng)力管道碰撞交叉。

④優(yōu)化措施：將碰撞處 B1a鋼筋整體向腹板外側(cè)移動(dòng)100mm，以繞開T2、T9預(yù)應(yīng)力鋼管，并在原有鋼筋位置增加1根結(jié)構(gòu)鋼筋，鋼筋采用原設(shè)計(jì)規(guī)格？準(zhǔn)22螺紋鋼筋，高度由5257～5515mm共計(jì)兩端優(yōu)化56根。

⑤0#塊支座附近鋼筋優(yōu)化：0#塊支座頂板附近鋼筋密集，振搗困難，混凝土流動(dòng)性差，通過優(yōu)化鋼筋設(shè)計(jì)增加混凝土流動(dòng)及振搗空間，可以有效地減少質(zhì)量缺陷。

⑥優(yōu)化措施：取消C3c縱向鋼筋，并將上排C1b上層鋼筋放置下層，下排布置由單根變成雙根一組;將0#塊支座附近下層鋼筋網(wǎng)片上調(diào)至第一層之上125mm處，采用L型？準(zhǔn)v16螺紋鋼將支座vvvvvvv三層鋼筋網(wǎng)片定位在支座預(yù)埋鋼板上，預(yù)留混凝土振搗通道（見圖1）。

2.2 基于BIM技術(shù)的混凝土多孔定點(diǎn)振搗

應(yīng)用BIM技術(shù)，優(yōu)化鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝，精準(zhǔn)定位。通過頂板豎向方向、側(cè)模預(yù)置振搗通道及過人孔天窗等進(jìn)行多孔振搗。

①側(cè)模振搗通道預(yù)置。在側(cè)模振搗孔提前安裝？準(zhǔn)89mm半圓形無縫鋼管管槽，作為預(yù)置振搗通道，混凝土澆筑時(shí)伸入振搗棒進(jìn)行振搗。

②在0#塊加寬區(qū)時(shí)，根據(jù)振搗棒的作用范圍，在加寬區(qū)模板部位每側(cè)開設(shè)2個(gè)50cm×39cm的振搗窗口。

③橫隔板過人孔底模處，根據(jù)振搗棒作用范圍，沿縱向中心線左右對(duì)稱各開設(shè)3個(gè)20cm×30cm振搗天窗。

④頂板豎向振搗通道預(yù)置。在支座網(wǎng)片上方，用？準(zhǔn)100mmPVC管為預(yù)置振搗通道，底板混凝土澆筑完成并振搗密實(shí)后拔除（見圖2）。

⑤下料通道預(yù)置。為確保混凝土澆筑滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，在腹板處預(yù)制？準(zhǔn)160mmPVC下料管，間距2m，底口距離底板不大于2m，混凝土澆筑過程中根據(jù)澆筑高度提管，始終保證管底距離混凝土面不大于2m，下料通道兼做振搗通道。

2.3 基于BIM技術(shù)的預(yù)應(yīng)力管道定位

連續(xù)梁施工，預(yù)應(yīng)力管道定位是關(guān)鍵，為了確保預(yù)應(yīng)力管道定位的精確度，以端模、側(cè)模、頂板作為管道定位的基準(zhǔn)面，通過三維模型提取設(shè)計(jì)坐標(biāo)，制作角鋼井字架與鋼筋骨架焊接固定;通過井字架的精確定位，實(shí)現(xiàn)管道精確安裝。

①碰撞調(diào)整。利用BIM建模，對(duì)鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道相互位置進(jìn)行碰撞檢查。

②坐標(biāo)采集。根據(jù)BIM技術(shù)生成的梁體模型，結(jié)合碰撞情況，按照直線段50cm、曲線30cm，截取全截面整體井字架坐標(biāo)。

③井字架制作。依據(jù)截取的不同斷面管道坐標(biāo)，精確加工相應(yīng)截面的整體井字架。井字架鋼筋與管道間隙2mm。通過整體制作，既保證了管道之間相對(duì)位置準(zhǔn)確，又增強(qiáng)了井字架的整體剛度。

④管道定位。以端模、側(cè)模、頂板作為管道定位的基準(zhǔn)面，井字架與鋼筋骨架焊接固定。通過井字架的精確定位，實(shí)現(xiàn)管道精確安裝。

2.4 基于BIM技術(shù)的鋼筋定位

通過BIM技術(shù)，施工前精確確定鋼筋位置;施工時(shí)利用角鋼卡具、端?？ú鄣裙ぞ邔?shí)現(xiàn)現(xiàn)場精準(zhǔn)定位。

2.4.1 角鋼卡具

利用機(jī)床對(duì)等邊角鋼進(jìn)行線形切割，加工成為角鋼卡具。通過卡具控制鋼筋安裝精度，實(shí)現(xiàn)鋼筋間距的精準(zhǔn)定位。

2.4.2 端?？ú?/p>

端模采用1cm厚鋼板，槽口按設(shè)計(jì)間距線形切割，通過控制槽口的切割精度，實(shí)現(xiàn)縱向水平鋼筋的精確定位。

2.4.3 可拆卸組合式勁性骨架

該體系由下角鋼、上鋼管、承插筋、定位筋組成。主要用于支撐內(nèi)模頂板荷載及部分施工荷載，同時(shí)用作現(xiàn)澆段底板上層鋼筋網(wǎng)片的精確[1]。

2.5 泵送混凝土澆筑

利用BIM技術(shù)，優(yōu)化鋼筋布置，在0#塊側(cè)模多點(diǎn)開孔，實(shí)現(xiàn)多孔振搗。

模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、各預(yù)埋件及預(yù)留孔經(jīng)檢查均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，并經(jīng)監(jiān)理工程師許可，混凝土澆筑各項(xiàng)工作準(zhǔn)備就緒后開始混凝土澆筑;混凝土采用混凝土輸送泵一次性澆筑，混凝土澆筑時(shí)，順橋向方向，對(duì)稱從兩端向中部合攏，每層澆筑厚度不超過30cm，整體安排為先底板、后腹板、橫隔板、最后頂板;杜絕相鄰混凝土施工面落差過大，造成混凝土粗細(xì)集料分離，混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行，中途不得間斷。

混凝土的振搗嚴(yán)格按振動(dòng)棒的作用范圍進(jìn)行，嚴(yán)防漏搗、欠搗和過度振搗，當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道密集，空隙小時(shí)，配備小直徑的插入式振搗器，振搗時(shí)不可在鋼筋上平拖，不可碰撞預(yù)應(yīng)力管道、模板、鋼筋、輔助設(shè)施（如定位架等）。

混凝土在振搗平整后即進(jìn)行第一次抹面，頂板混凝土進(jìn)行二次抹面，第二次抹面在混凝土近初凝前進(jìn)行，以防早期無水引起表面干裂。

混凝土澆筑完畢后，頂面采用麻袋覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)，箱內(nèi)及側(cè)墻用澆水養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語

新建張吉懷鐵路站前8標(biāo)跨吉信互通特大橋連續(xù)梁全長153.5m，0#塊長11m，0#塊采用BIM鋼筋優(yōu)化及多孔振搗施工工藝，效果顯著，保證了混凝土施工質(zhì)量，拆模后達(dá)到內(nèi)實(shí)外美。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊裕堯.連續(xù)梁0號(hào)段混凝土多孔振搗技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用研究[J].交通世界，2018（20）：80-82.