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(duì)施工中的要點(diǎn)與難點(diǎn)準(zhǔn)確控制。改建鐵路陽(yáng)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(yùn)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(jì)和社會(huì)效益。

施工難點(diǎn)

由于轉(zhuǎn)體橋的自身特性，有以下施工難點(diǎn)。

（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(diǎn)。

（3）轉(zhuǎn)體橋臨近京昆高速，施工同時(shí)對(duì)京昆高速行車造成影響，必須在沿承臺(tái)靠近坡腳一側(cè)做好防護(hù)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(jì)算的快慢與準(zhǔn)確度直接影響施工進(jìn)度與各項(xiàng)計(jì)劃，轉(zhuǎn)體橋工程量較大，計(jì)算困難。

綜合上述難點(diǎn)，采用BIM輔助技術(shù)，加快了施工進(jìn)度，提高了設(shè)計(jì)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(jìn)行建模，并采用DELMIA進(jìn)行施工仿真模擬。一方面將橋梁各個(gè)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模，同時(shí)將構(gòu)件的設(shè)計(jì)信息、材質(zhì)等添加至BIM模型中，實(shí)現(xiàn)工程人員對(duì)項(xiàng)目的快速了解，便于工程的開(kāi)展。另一方面，通過(guò)DEIMIA制作成施工仿真，讓施工人員對(duì)施工工藝與整個(gè)施工流程做到心中有數(shù)，保證施工質(zhì)量。另外，通過(guò)CATIA建立的精細(xì)化BIM模型還可以供測(cè)量人員作為現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)復(fù)核的依據(jù)，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(diǎn)擊目標(biāo)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(jìn)行快速、準(zhǔn)確的提取。BIM建模軟件提供一定的準(zhǔn)確的構(gòu)件體積量，方便工程技術(shù)人員在澆筑混凝土?xí)r提前預(yù)報(bào)混凝土方量，見(jiàn)圖1。同時(shí)，我們也可通過(guò)BIM應(yīng)用平臺(tái)來(lái)獲取已知構(gòu)件的工程量信息，見(jiàn)圖2。通過(guò)BIM軟件我們可以得到構(gòu)件的混凝土量，有利于對(duì)工程量進(jìn)行預(yù)算和預(yù)報(bào)。通過(guò)BIM施工管理平臺(tái)，可對(duì)工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并能按照構(gòu)件和材質(zhì)形成工程量清單，方便造價(jià)相關(guān)人員進(jìn)行工程計(jì)價(jià)和預(yù)決算。

圖2 基于BIM的三維算量(平臺(tái)算量)

3碰撞分析

通過(guò)碰撞檢查對(duì)轉(zhuǎn)體橋的施工圖進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，不斷對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，保證了在施工階段因“錯(cuò)、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(lái)，導(dǎo)致在施工過(guò)程中，出現(xiàn)彼此之間的碰撞與干擾，造成無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)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(duì)連續(xù)梁碰撞檢查共計(jì)30處，碰撞點(diǎn)?825個(gè)。基于BIM的碰撞檢查，可以在項(xiàng)目施工前提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免施工過(guò)程中的怠工與返工現(xiàn)象，有效加快項(xiàng)目進(jìn)度，減少材料浪費(fèi)，節(jié)約成本，并且通過(guò)對(duì)鋼筋的優(yōu)化排布，保證了混凝土振搗的密實(shí)性。碰撞檢查見(jiàn)圖3~圖5。

圖3 碰撞點(diǎn)1(鋼筋與鋼束碰撞)

圖4 碰撞點(diǎn)2(鋼筋與波紋管碰撞)

圖5 碰撞點(diǎn)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(lái)對(duì)圖紙進(jìn)行清晰化認(rèn)識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)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(jìn)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(diǎn)、難點(diǎn)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(jì)意圖，這樣做，不僅能減少施工中因圖紙理解錯(cuò)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(jìn)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(jiàn)圖6。

圖6 三維可視化交底模型(連續(xù)梁)

5進(jìn)度管理

通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行推演與預(yù)警，可以精確計(jì)算每一項(xiàng)工序所消耗的時(shí)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(xì)設(shè)計(jì)信息，包括尺寸信息、材料信息，而且在BIM管理平臺(tái)中可以快速將計(jì)劃內(nèi)混凝土、鋼筋等材料用量自動(dòng)生成，有了這些數(shù)據(jù)作參考，我們?cè)俑鶕?jù)的以往的工作經(jīng)驗(yàn)便可以得出更加合理的工時(shí)需求;其次，動(dòng)態(tài)的4D施工模擬過(guò)程，也使得每一個(gè)人都可以快速準(zhǔn)確的理解計(jì)劃，使得計(jì)劃編制人員不需要去查看復(fù)雜的圖紙，可快速驗(yàn)證計(jì)劃的合理性與可行性，見(jiàn)圖7。

圖7 可視化形象進(jìn)度

BIM成果分析

（1）信息查詢迅速便捷

通過(guò)對(duì)BIM模型信息的快速查詢功能，可以實(shí)時(shí)了解整個(gè)項(xiàng)目的工程進(jìn)度與工程質(zhì)量，包括材料消耗，相關(guān)施工負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目成本信息等。

（2）記錄詳細(xì)，減少施工誤差

BIM的碰撞分析可以有效的減少由“錯(cuò)、漏、碰、缺”而造成的延誤和損失。通過(guò)BIM模型，可以直觀、清晰的看到各個(gè)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(dá)的問(wèn)題。

（3）節(jié)約成本，效率增加

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

（4）問(wèn)題反饋及時(shí)有效

4D施工模擬，將整個(gè)施工流程通過(guò)BIM技術(shù)模擬，在實(shí)際施工過(guò)程將二者對(duì)比進(jìn)行，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問(wèn)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(gè)施工階段的主要任務(wù)，保證工程的實(shí)施質(zhì)量。

針對(duì)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(diǎn)，引入BIM技術(shù)，運(yùn)用CATIA軟件建立BIM三維信息模型，通過(guò)碰撞檢查、三維技術(shù)交底、三維工程量計(jì)算、施工進(jìn)度管理等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、提高工程質(zhì)量、降低成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。借助BIM這一簡(jiǎn)單直觀的手段帶來(lái)直接的視覺(jué)認(rèn)可，可以減少相關(guān)工程技術(shù)人員的工作量。這樣一來(lái)，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(lái)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(jià)值工程.