轉(zhuǎn)體橋施工BIM應(yīng)用

在轉(zhuǎn)體橋施工中充分利用BIM技術(shù)，能對施工中的要點與難點準確控制。改建鐵路陽安二線洋縣漢江特大橋采用(40+64+40) m單線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式跨越京昆高速公路。該轉(zhuǎn)體橋成功運用BIM技術(shù)，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。

施工難點

由于轉(zhuǎn)體橋的自身特性，有以下施工難點。

（1）由于地理位置關(guān)系，轉(zhuǎn)體橋曲線半徑較小，要求球鉸定位及線性控制精確度高。

（2）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。

（3）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。

（4）轉(zhuǎn)體橋主梁構(gòu)造較為復(fù)雜，異形構(gòu)件較多。

（5）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，計算困難。

綜合上述難點，采用BIM輔助技術(shù)，加快了施工進度，提高了設(shè)計精度，降低了投資成本。

BIM應(yīng)用
1構(gòu)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(gòu)件實現(xiàn)參數(shù)化建模，同時將構(gòu)件的設(shè)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(fù)核的依據(jù)，確保測量數(shù)據(jù)的準確性。

圖1 基于BIM的三維算量(建模軟件算量)

2三維算量

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(gòu)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(gòu)件體積量，方便工程技術(shù)人員在澆筑混凝土時提前預(yù)報混凝土方量，見圖1。同時，我們也可通過BIM應(yīng)用平臺來獲取已知構(gòu)件的工程量信息，見圖2。通過BIM軟件我們可以得到構(gòu)件的混凝土量，有利于對工程量進行預(yù)算和預(yù)報。通過BIM施工管理平臺，可對工程量進行統(tǒng)計并能按照構(gòu)件和材質(zhì)形成工程量清單，方便造價相關(guān)人員進行工程計價和預(yù)決算。

圖2 基于BIM的三維算量(平臺算量)

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(shè)計，不斷對設(shè)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(yù)應(yīng)力管道、預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)埋件等體現(xiàn)出來，導(dǎo)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(shè)計要求。而采用BIM技術(shù)，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?；?strong>BIM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。碰撞檢查見圖3~圖5。

圖3 碰撞點1(鋼筋與鋼束碰撞)

圖4 碰撞點2(鋼筋與波紋管碰撞)

圖5 碰撞點3(鋼筋與封錨鋼筋碰撞)

4三維技術(shù)交底優(yōu)化施工

可借助BIM模型來對圖紙進行清晰化認識，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位及節(jié)點進行準確識別。在施工前，集中相關(guān)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(shù)交底工作。BIM三維模型可以可視化預(yù)演施工中的重點、難點和工藝復(fù)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(shè)計意圖，這樣做，不僅能減少施工中因圖紙理解錯誤導(dǎo)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(guān)的工作內(nèi)容，見圖6。

圖6 三維可視化交底模型(連續(xù)梁)

5進度管理

通過BIM技術(shù)對施工進度進行推演與預(yù)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(gòu)件的詳細設(shè)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(fù)雜的圖紙，可快速驗證計劃的合理性與可行性，見圖7。

圖7 可視化形象進度

BIM成果分析

（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(guān)施工負責人，項目成本信息等。

（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(gòu)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）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。

（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(shù)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(wù)，保證工程的實施質(zhì)量。

針對洋縣漢江特大橋轉(zhuǎn)體橋施工工期緊，技術(shù)要求高，地理環(huán)境復(fù)雜，結(jié)構(gòu)物尺寸變化多，懸灌轉(zhuǎn)體施工難度大等特點，引入BIM技術(shù)，運用CATIA軟件建立BIM三維信息模型，通過碰撞檢查、三維技術(shù)交底、三維工程量計算、施工進度管理等先進技術(shù)的應(yīng)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這一簡單直觀的手段帶來直接的視覺認可，可以減少相關(guān)工程技術(shù)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在橋梁施工中的應(yīng)用提供了參考。

內(nèi)容來源

陳立偉. 基于BIM技術(shù)下論轉(zhuǎn)體橋施工中的應(yīng)用[J]. 價值工程.