基于BIM的鋼管混凝土系桿拱橋施工進(jìn)度管理分析

（中鐵二十五局集團(tuán)第一工程有限公司，廣東廣州 510400）

橋梁工程的施工進(jìn)度由于受人為、資源、環(huán)境、技術(shù)等方面的影響，導(dǎo)致施工項(xiàng)目延期。傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理主要采用橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖等方式進(jìn)行管理，施工方在編制進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，主要依靠積累的經(jīng)驗(yàn)完成，無(wú)法保障施工進(jìn)度，各項(xiàng)目間的關(guān)系混亂[1-2]。為解決當(dāng)前工程施工中存在施工進(jìn)度延誤問(wèn)題，本文以實(shí)際案例上新跨長(zhǎng)深高速大橋作為研究對(duì)象，通過(guò)分析橋梁工程在施工進(jìn)度管理中的影響因素，探討傳統(tǒng)橋梁在施工進(jìn)度管理方式上的不足。采用Navisworks將施工進(jìn)度表連接到Revit建立的建筑模型中，建立相應(yīng)的4D模型進(jìn)行模擬分析。

1 橋梁工程施工進(jìn)度管理的影響因素

（1）環(huán)境因素：工程所在地的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，施工場(chǎng)地較為狹窄。

（2）技術(shù)因素：不同專業(yè)設(shè)計(jì)存在沖突或?qū)I(yè)壁壘，未明確新技術(shù)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、工藝、方法等。

（3）人為因素：工人自身素質(zhì)較低，材料設(shè)備供應(yīng)商供應(yīng)不及時(shí)。

（4）資源因素：資金到位不及時(shí)，工程材料供應(yīng)不足，施工機(jī)具配置過(guò)少，不滿足使用要求[3]。

2 傳統(tǒng)橋梁施工進(jìn)度管理方式的不足

傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目進(jìn)度管理方法涉及事后控制，當(dāng)實(shí)際進(jìn)度偏離計(jì)劃進(jìn)度時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況制定相應(yīng)的糾正措施。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)偏差后再采取糾正措施，使用的施工時(shí)間較長(zhǎng)。

傳統(tǒng)工程項(xiàng)目制定和控制進(jìn)度計(jì)劃，一般采用橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖等方式。施工進(jìn)度控制中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更、環(huán)境變化等狀況時(shí)，調(diào)整和優(yōu)化過(guò)程較復(fù)雜，實(shí)際進(jìn)度易偏離計(jì)劃進(jìn)度，使施工進(jìn)度計(jì)劃控制作用失效[4]。

施工項(xiàng)目涉及多個(gè)單位，各部門之間的交流不方便、難以協(xié)調(diào)。在執(zhí)行項(xiàng)目的過(guò)程中，如果出現(xiàn)進(jìn)度偏差等問(wèn)題，應(yīng)定期召開例會(huì)就問(wèn)題展開討論。實(shí)際施工中，無(wú)法及時(shí)召開例會(huì)，影響施工進(jìn)度的推進(jìn)。

3 基于BIM的4D進(jìn)度管理

3.1 基于BIM的4D進(jìn)度模擬

4D技術(shù)與進(jìn)度表相關(guān)的時(shí)間信息、動(dòng)態(tài)3D模型相結(jié)合，生成4D施工進(jìn)度模型。為了探討B(tài)IM技術(shù)4D施工進(jìn)度模擬的價(jià)值，采用BIM技術(shù)，以上新跨長(zhǎng)深高速大橋?yàn)楣こ瘫尘?，使用Navisworks將施工進(jìn)度表連接到Revit建立的建筑模型，建立相應(yīng)的4D進(jìn)度模擬模型。

通過(guò)分析實(shí)際與計(jì)劃的偏差，以制定糾偏措施、調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃，使管理者明確變更方案帶來(lái)的影響，有助于管理者合理分配人、材、機(jī)等資源，并根據(jù)實(shí)際狀況合理安排施工進(jìn)度和施工場(chǎng)地布置。有助于工作人員對(duì)復(fù)雜工藝、新工藝進(jìn)行模擬操作，加強(qiáng)工作人員間的溝通，減少施工項(xiàng)目信息流失，提高管理人員的工作效率。

3.2 基于BIM的4D虛擬建造技術(shù)

3.2.1 工程簡(jiǎn)介

新建鐵路贛州至深圳客運(yùn)專線上新跨長(zhǎng)深高速大橋位于河源市東源縣藍(lán)口鎮(zhèn)。上新跨長(zhǎng)深高速大橋?yàn)殡p線橋，線間距5.0 m，在1#墩和深圳臺(tái)間以1～72 m系桿拱橋跨越長(zhǎng)深高速，交點(diǎn)高速里程為K3433+960。

基礎(chǔ)使用鉆孔樁，1#墩使用直徑1.25 m的樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)50 m，呈矩形布置；深圳臺(tái)采用11根直徑1.5 m樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)50 m，呈梅花形布置。

樁基礎(chǔ)按摩擦樁設(shè)計(jì)，1#墩承臺(tái)尺寸20 m×9 m，承臺(tái)高2.5 m；深圳臺(tái)承臺(tái)尺寸19.4 m×10 m，承臺(tái)高3 m，拱橋設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土系梁，鋼管混凝土系桿拱。

3.2.2 基于BIM的進(jìn)度計(jì)劃編制

將3D模型與進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，一般選用橫道圖編制施工進(jìn)度計(jì)劃。

3.2.3 3D建筑信息模型的創(chuàng)建

本工程利用Revit完成3D建模的創(chuàng)建，完成上新跨長(zhǎng)深高速大橋拱橋上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋梁附屬設(shè)施等構(gòu)件的建模后，根據(jù)每個(gè)組件的空間位置，編制橋梁的整體模型。

3.2.4 4D建筑信息模型的生成

根據(jù)施工進(jìn)度表和橋梁模型工作組的完成情況，使用BIM 4D施工進(jìn)度管理平臺(tái)中的4D模型創(chuàng)建功能，將模型中的施工工作組與時(shí)間表任務(wù)相連接。當(dāng)施工工作組與施工進(jìn)度計(jì)劃匹配時(shí)，可使用手動(dòng)匹配、設(shè)置規(guī)則自動(dòng)匹配。

Navisworks環(huán)境下施工進(jìn)度模擬界面如圖1所示。

3.3 基于BIM的場(chǎng)地布置

上新跨長(zhǎng)深高速大橋?yàn)楸苊庥绊懜咚俚慕煌?，施工?chǎng)地布置安排較為重要。通過(guò)BIM技術(shù)，創(chuàng)建施工場(chǎng)地模型，可明確其與周圍環(huán)境的關(guān)系，及時(shí)指出現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，以根據(jù)給定時(shí)間的實(shí)際情況修改各設(shè)施的位置，如物料存放地點(diǎn)、物料加工區(qū)等。

在施工過(guò)程中，預(yù)先預(yù)測(cè)可能需要調(diào)整的區(qū)域，并盡快制定相應(yīng)的調(diào)整計(jì)劃，避免二次處理，可通過(guò)模擬施工機(jī)械的運(yùn)行，減少安全問(wèn)題。

3.4 施工工藝模擬

由于施工人員自身的限制，在施工過(guò)程中會(huì)碰到較多的問(wèn)題，難以掌握復(fù)雜技術(shù)、新工藝技術(shù)，通過(guò)模擬施工工藝，對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)，利用模擬動(dòng)畫可使施工人員明確工程難點(diǎn)、工作危險(xiǎn)點(diǎn)，可避免出現(xiàn)工程返工、不合格等現(xiàn)象。

拱肋吊裝對(duì)稱安裝如圖2所示，合龍施工過(guò)程示意如圖3所示。

圖2 對(duì)稱安裝圖

圖3 合龍示意圖

3.5 基于BTM的進(jìn)度控制和對(duì)比

3.5.1 實(shí)際施工進(jìn)度信息的處理

傳統(tǒng)方法計(jì)算得到實(shí)際完成工程量占總工程量的百分比，在橫道圖上對(duì)比實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度，但這種方法只能在數(shù)量上對(duì)比實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度，無(wú)法獲知已完成工程的實(shí)況判斷實(shí)際工程是否滿足質(zhì)量、設(shè)計(jì)等要求，無(wú)法綜合每項(xiàng)工作的施工資料及變更、驗(yàn)收資料等信息對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行全面分析。

3.5.2 實(shí)際施工進(jìn)度信息的標(biāo)記顯示

基于BIM的4D施工進(jìn)度管理使用圖形、模型和其他直觀方法傳達(dá)實(shí)際的施工進(jìn)度，可明確體現(xiàn)實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的區(qū)別。使用不同顏色標(biāo)記BIM模型中構(gòu)件，以區(qū)分已完工程、未完成的項(xiàng)目；將實(shí)際的進(jìn)度信息添加到構(gòu)建模型中，使用不同的顏色表示按時(shí)間早、晚完成的組件，并對(duì)組件進(jìn)行不同的處理；將實(shí)際建筑物與BIM模型進(jìn)行比較，驗(yàn)證實(shí)際施工與計(jì)劃間是否存在偏差，施工方應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁工程施工進(jìn)度管理受人為、資源、環(huán)境、技術(shù)等方面的影響，傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理中，二維圖紙的形象性、直觀性較差，無(wú)法對(duì)實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤?；贐IM的鋼管混凝土系桿拱橋施工進(jìn)度管理，可通過(guò)分析橋梁工程在施工進(jìn)度管理上的影響因素，探討傳統(tǒng)橋梁在施工進(jìn)度管理方式上的不足，采用Navisworks將施工進(jìn)度表連接Revit建立的建筑模型，建立相應(yīng)的4D模型進(jìn)行模擬分析。保證了施工場(chǎng)地布置的科學(xué)性和合理性，解決施工疑難、復(fù)雜技術(shù)，掌控實(shí)際施工進(jìn)度，有效解決了工期拖延、信息協(xié)商等問(wèn)題，提升了工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。