(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

BIM碰撞檢測技術(shù)在斜拉橋主塔中的應用

范凌翰

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

隨著社會信息化的飛速發(fā)展，為適應信息化時代市場的發(fā)展趨勢，BIM技術(shù)在建筑業(yè)的各個領(lǐng)域的應用越來越廣泛。碰撞檢測是BIM技術(shù)廣泛應用中最為直觀的功能之一且具有相當大的應用價值。本文以某斜拉橋為工程背景，對BIM碰撞檢測技術(shù)在斜拉橋主塔中的應用進行了概述及分析。

BIM；碰撞檢測；斜拉橋；主塔；

0 引言

當今BIM是中國建筑業(yè)中最熱門的話題之一。在國內(nèi)BIM的應用正處于探索研究、起步的階段,在高校、軟件、設(shè)計、施工行業(yè)都分別展開了BIM技術(shù)的開發(fā)和應用研究。國內(nèi)相關(guān)行業(yè)經(jīng)過這幾年對BIM研究和應用,取得了一些研究成果和實踐經(jīng)驗,例如滬昆客專北盤大橋、新白沙沱長江大橋等。但是對于整個中國建筑業(yè)來說，BIM技術(shù)仍然是一個較為陌生的技術(shù)，需要投入更多的資源進行探索研究。

信息化是建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要特征之一,BIM技術(shù)的應用是建筑業(yè)信息化的重要組成部分，必將極大地促進建筑領(lǐng)域生產(chǎn)方式的變革。為適應信息化時代市場發(fā)展趨勢，許多建筑行業(yè)的建設(shè)單位、設(shè)計院等都組建了自己的BIM團隊，將BIM技術(shù)應用于項目設(shè)計、施工管理中，提升工作質(zhì)量和效率。

目前，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的形態(tài)造型等越來越新穎、復雜，在大型、特大型橋梁領(lǐng)域中，給施工單位帶來嚴峻考驗，而利用BIM建模軟件，創(chuàng)建包含完整建筑工程信息的三維數(shù)字模型，能夠更有效地進行橋梁施工管理、大幅度地減少橋梁設(shè)計與施工沖突所需要的返工。

1 BIM碰撞檢測技術(shù)的應用

此次結(jié)合斜拉橋主塔施工的工程特點，運用Autodesk-Revit進行精細化建模，研究探索BIM技術(shù)在斜拉橋主塔中的實際應用。橋梁 BIM模型構(gòu)建技術(shù)是運用BIM 建模軟件建立參數(shù)化3D和4D橋梁BIM模型，運用信息模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為橋塔施工服務，為橋塔建造提供信息化交流平臺，為實現(xiàn)橋塔建造的可視化、施工進度控制動態(tài)化、信息數(shù)據(jù)采集智能化提供技術(shù)支持。

主塔采用H形橋塔，塔柱在縱橋向和橫橋向都為變截面形式，截面變化較復雜，鋼筋長度隨截面而變化，鋼筋數(shù)量多且鋼筋形狀中存在異性鋼筋，加大了鋼筋建模的難度。鋼錨梁等結(jié)構(gòu)預埋件、預應力管道和斜拉索體系等空間位置布置要求苛刻。索導管安裝定位精度要求高、其精度會直接影響斜拉索安裝質(zhì)量和全橋受力體系。

該斜拉橋主塔施工為標段控制性工程，具有以下特性：

（1）氣候環(huán)境惡劣，施工工作窗口時間較短；

（2）高墩為變截面空心形式，結(jié)構(gòu)構(gòu)造復雜；

（3）索塔區(qū)為預應力結(jié)構(gòu)，鋼筋眾多，普通鋼筋與預應力管道縱橫交錯；

（4）主塔錨固區(qū)鋼牛腿與斜拉索錨固齒塊交叉處結(jié)構(gòu)復雜；

（5）主塔施工為該橋控制性分項工程，合同工期緊，施工進度壓力大。

施工過程中將會遇到預制鋼構(gòu)件、鋼筋、混凝土等材料的進場、周轉(zhuǎn)，水平、垂直運輸?shù)却罅康膹碗s工序，管道精準預留定位繁瑣，鋼筋與管道沖突頻現(xiàn)，鋼筋加工綁扎任務重等問題，向技術(shù)工人進行技術(shù)交底具有一定的難度。

針對上述問題，研究該斜拉橋主塔BIM 模型的建立，尋求 BIM 的技術(shù)解決方案，確保主塔施工質(zhì)量、安全和進度很有必要。

基于Navisworks軟件進行專業(yè)的碰撞檢查，將碰撞點準確地反饋給設(shè)計和施工人員，及時進行設(shè)計方案的優(yōu)化，解決預埋件與主體結(jié)構(gòu)、預埋件與預埋件之間的空間碰撞的問題。利用BIM技術(shù)進一步進行總體施工部署的優(yōu)化，防止出現(xiàn)不必要的返工，耗費設(shè)計人員和施工管理人員時間和精力，影響工程進度和質(zhì)量，從而達到降低施工成本、增加施工效率的目的。

本次檢查根據(jù)設(shè)計圖紙，利用Autodesk-Revit軟件對斜拉橋主塔及斜拉索預埋橋塔部分進行了精確的建模，并利用Autodesk-Navisworks對所建三維模型進行了碰撞檢查。

模型建立包括：主塔模型，如圖1所示。主塔內(nèi)預埋件（鋼錨梁、牛腿、斜拉索錨固齒塊、斜拉索索導管、預應力管道布置）、鋼筋部分。為了電腦運行流暢，在不影響檢查結(jié)果情況下利用主塔對稱布置的性質(zhì)，部分鋼筋模型建立1/2截面。

圖1 主塔結(jié)構(gòu)模型

將主塔劃分區(qū)段，利用 BIM建模軟件 Revit Structure 建立斜拉橋各個區(qū)段的構(gòu)件族庫，再利用建立完成的各個區(qū)段的族庫逐步建立完整的斜拉橋的信息化模型。利用Navisworks軟件進行模型內(nèi)構(gòu)件的碰撞檢測，其結(jié)果如下：

檢查項目 直接檢側(cè)碰撞數(shù)

I區(qū)錨固區(qū)預應力筋與鋼錨梁 0

I區(qū)錨固區(qū)預應力筋與I區(qū)鋼筋 421

鋼錨梁與主塔I區(qū)鋼筋 43

錨固區(qū)預應力筋與斜拉索錨固齒塊 4

錨固區(qū)預應力筋與斜拉索錨固齒塊鋼筋 53

斜拉索錨固齒塊與II區(qū)鋼筋 135

斜拉索錨固齒塊鋼筋與II區(qū)鋼筋 132

錨固區(qū)預應力筋與II區(qū)鋼筋 459

上橫梁預應力筋與上橫梁鋼筋 304

上橫梁預應力筋與錨固區(qū)預應力筋 64

上橫梁預應力筋與主塔II區(qū)鋼筋 347

上橫梁鋼筋與II區(qū)錨固區(qū)預應力筋 6

III區(qū)鋼筋與橫隔板鋼筋 51

下橫梁預應力筋與下橫梁鋼筋 3568

下橫梁預應力筋與IV區(qū)鋼筋 1693

2 結(jié)語

BIM技術(shù)使得施工設(shè)計圖紙3D可視化，有利于開展施工方案的優(yōu)化和決策支持。通過建筑信息模型，直觀展現(xiàn)建設(shè)項目的進度計劃并與實際完成情況對比分析，了解實際施工與進度計劃的偏差，合理糾偏并調(diào)整進度計劃。在信息化時代，BIM技術(shù)的發(fā)展將極大的促進建筑業(yè)的發(fā)展。

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