李勇

（大西鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司，山西 太原 030001）

橋梁工程作為目前交通工程中一種主要型式，無論是在鐵路，還是在公路、市政等領(lǐng)域均被普遍采用，占有很大的比例，也越來越被重視。橋梁工程中的墩身起著舉足輕重的作用，無論是外觀質(zhì)量、實(shí)體質(zhì)量，還是施工進(jìn)度，都是施工過程中卡控的關(guān)鍵。而墩身施工使用的模板對(duì)墩身的質(zhì)量和進(jìn)度起著至關(guān)重要的作用。但在橋梁墩身施工中，經(jīng)常出現(xiàn)模板周轉(zhuǎn)次數(shù)少、人員停工待料、模板閑置、模板不足影響施工進(jìn)度、模板制作多造成成本浪費(fèi)等問題。針對(duì)上述問題，各施工單位采用了各種措施進(jìn)行預(yù)防、避免，但效果參差不齊，且大多采用加強(qiáng)溝通、監(jiān)管措施，采用信息技術(shù)措施的相對(duì)較少。本文以新建太原至焦作鐵路晉中特大橋墩身施工為例，通過利用BIM技術(shù)信息手段，提前策劃模板數(shù)量及對(duì)應(yīng)搭配部位，過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控，并靈活調(diào)配，有效解決了橋梁墩身施工中的模板的配置和周轉(zhuǎn)、調(diào)配問題，為類似工程施工提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

太焦鐵路晉中特大橋位于晉中市榆次區(qū)、太原市小店區(qū)、清徐縣境內(nèi)，中心里程為DK23+319.29，橋梁長 30 440.54 m，共有923個(gè)墩臺(tái)，最大墩高 26.5m。本橋采用雙線圓端形實(shí)體橋墩、雙線矩形異形墩、框架墩等，橋臺(tái)為雙線一字型橋臺(tái)，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，共有樁基9 494根，923個(gè)墩臺(tái)。墩身有直墩、有45∶1坡度墩、有50∶1坡度墩。

2 墩身模板配置中容易出現(xiàn)的問題

由于橋梁墩身有各種不同的型式，在配置策劃時(shí)，按照理論進(jìn)行匹配，但當(dāng)現(xiàn)場實(shí)際情況有變時(shí)，容易出現(xiàn)有的墩模板供應(yīng)不上、停工待料、部分模板閑置等情況；在墩身施工中，由于監(jiān)管不到位，一些模板施工周期過長，造成模板周轉(zhuǎn)次數(shù)少；也有的在施工過程中，發(fā)現(xiàn)進(jìn)度滿足不了要求，再增加制作模板，既耽誤進(jìn)度，又增加了成本；也有的在前期制作模板過多，造成部分模板周轉(zhuǎn)不了幾次，造成了成本浪費(fèi)；由于溝通、管理不到位，在各區(qū)域使用調(diào)配中出現(xiàn)同時(shí)需要或同時(shí)閑置同類型的模板，無法實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。

3 BIM技術(shù)在模板周轉(zhuǎn)中的應(yīng)用

3.1 建模

根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)資料，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)建立三維立體模型，將整個(gè)橋梁的各個(gè)部位、各個(gè)構(gòu)件在模型中體現(xiàn)出來，特別是橋梁墩身的模型、結(jié)構(gòu)尺寸，工程量等相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)，將施工計(jì)劃安排、隊(duì)伍部署計(jì)劃等一并納入BIM系統(tǒng)。

3.2 橋墩模板自動(dòng)配置與方案優(yōu)化

通過設(shè)定墩身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與調(diào)整節(jié)模板高度，實(shí)現(xiàn)全橋墩身模板的自動(dòng)匹配，從而消除了人為分析的困難。模板自動(dòng)匹配如圖1所示。

圖1 模板自動(dòng)匹配

快速查詢?nèi)我鈽蚨张c任意區(qū)間內(nèi)橋墩所需模板類型，并能快速統(tǒng)計(jì)出不同型號(hào)的模板用量。模板快速統(tǒng)計(jì)見圖2.

通過設(shè)定相應(yīng)的模板數(shù)量，系統(tǒng)可基于工期，橋墩數(shù)量與類型快速進(jìn)行模板配置方案的驗(yàn)證，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。方案優(yōu)化如圖3所示。

3.3 施工進(jìn)度安排與模板周轉(zhuǎn)優(yōu)化

系統(tǒng)可基于計(jì)劃工期、工效指標(biāo)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工期等進(jìn)行橋梁施工計(jì)劃的快速安排，并且可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況的變化對(duì)施工計(jì)劃做出快速的調(diào)整與優(yōu)化。工期安排如圖4所示。

圖2 模板快速統(tǒng)計(jì)

圖3 方案優(yōu)化

圖4 工期安排

將BIM模型構(gòu)件與進(jìn)度計(jì)劃關(guān)聯(lián)，同時(shí)，通過將各項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃對(duì)應(yīng)的技術(shù)任務(wù)、試驗(yàn)任務(wù)等相關(guān)配套任務(wù)分派給相關(guān)責(zé)任人，加強(qiáng)計(jì)劃的落實(shí)；實(shí)現(xiàn)模型進(jìn)度與現(xiàn)場進(jìn)度的同步顯示，通過與實(shí)際進(jìn)度的對(duì)比，將現(xiàn)場進(jìn)度偏差直觀地反映出來。工期對(duì)比如圖5所示。

圖5 工期對(duì)比

通過同步跟蹤分派任務(wù)的處理情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)度計(jì)劃及各部門日常工作的跟蹤和檢查，不僅改變了傳統(tǒng)二維工期排布方式，也有力保證了各項(xiàng)節(jié)點(diǎn)工期的按計(jì)劃完成。任務(wù)跟蹤與檢查如圖6所示。

圖6 任務(wù)跟蹤與檢查

3.4 現(xiàn)場模板的動(dòng)態(tài)管理

通過運(yùn)用BIM技術(shù)的三維可視化優(yōu)勢(shì)，對(duì)模板的整修、支模、拆模、閑置等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，使項(xiàng)目管理人員能夠及時(shí)掌握現(xiàn)場的具體情況，加強(qiáng)橋墩模板的現(xiàn)場管控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模板使用情況的實(shí)時(shí)跟蹤。模板動(dòng)態(tài)管理見圖7.

通過對(duì)模板使用部位、使用狀態(tài)以及使用時(shí)長的統(tǒng)計(jì)分析，可體現(xiàn)出現(xiàn)場施工班組的施工能力，以及現(xiàn)場的機(jī)械配置情況，加強(qiáng)項(xiàng)目決策層快速的反應(yīng)能力。模板使用統(tǒng)計(jì)如圖8所示。

圖7 模板動(dòng)態(tài)管理

圖8 模板使用統(tǒng)計(jì)

4 模板周轉(zhuǎn)應(yīng)用效果分析

以晉中特大橋478#墩～570#墩模板使用為例，截至目前，從應(yīng)用效果分析得出，模板計(jì)劃平均周轉(zhuǎn)率為68.8%，平均空閑率為31.2%，而采用BIM技術(shù)后，模板實(shí)際平均周轉(zhuǎn)率為87.4%，比計(jì)劃提高了18.6百分點(diǎn)；平均空閑率為12.6%，比計(jì)劃提高了18.6百分點(diǎn)。應(yīng)用效果分析見圖9.

5 結(jié)論

通過BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用，使項(xiàng)目在晉中特大橋墩身施工中大大節(jié)約工期；通過模板配置及周轉(zhuǎn)優(yōu)化節(jié)約直接成本約120萬元；借助BIM手段，通過加強(qiáng)現(xiàn)場墩身模板的管控，使模板的周轉(zhuǎn)率有了明顯的提高；間接促進(jìn)了各作業(yè)班組的施工工效，優(yōu)化了作業(yè)工效，加快了項(xiàng)目的施工進(jìn)度，提升了管理水平；打破了傳統(tǒng)的粗放式項(xiàng)目管理，為進(jìn)一步提高項(xiàng)目的精細(xì)化管理水平提供了有力保障。

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