張洋

（中鐵四局集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)建筑有限公司 安徽合肥 230000）

1 引言

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)已被國際工程界公認(rèn)為建筑產(chǎn)業(yè)革命性技術(shù)，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確提出“十二五”期間將重點(diǎn)推廣BIM、協(xié)同等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用。我國在建筑行業(yè)已陸續(xù)使用BIM技術(shù)，尤其是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程巨大的房建項(xiàng)目，現(xiàn)已取得了一定的成效。但對(duì)于橋梁的建設(shè)，BIM技術(shù)基本還處于初步探索階段，應(yīng)用案例相對(duì)較少。本文以鄭萬鐵路南段跨鄭堯高速下承式鋼管混凝土系桿拱橋?yàn)榛A(chǔ)，針對(duì)大跨徑、小夾角的現(xiàn)場施工壞境，采用BIM技術(shù)合理優(yōu)化施工內(nèi)容，確保施工任務(wù)科學(xué)高效、有序安全的完成。

2 工程背景

本項(xiàng)目為1～140m下承式鋼管混凝土系桿拱橋，橋跨鄭堯高速，起訖墩號(hào)為371#～372#，線路與鄭堯高速公路夾角為30°，為1孔1～140m下承式鋼管混凝土系桿拱橋特殊結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，矩形橋墩，拱橋設(shè)計(jì)采用單箱三室預(yù)應(yīng)力混凝土箱型截面，橋面箱寬17.8m，梁高3m，吊點(diǎn)處設(shè)橫梁，系梁縱向設(shè)30束13-7φ5、50束15-7φ5預(yù)應(yīng)力筋，橫向在底板上設(shè)3-7φ5的橫向預(yù)應(yīng)力筋，橫隔板上設(shè)4束9-7φ5預(yù)應(yīng)力筋。

橋面系梁全長144m，拱肋平面矢高28m，拱肋采用拋物線線型，拱肋橫截面采用啞鈴形鋼管混凝土截面，沿程等高布置，鋼管直徑為1300mm，由厚20mm的鋼板卷制而成，每根拱肋的兩根鋼管之間用δ=16mm的腹板連接。每隔一段距離，在圓形鋼管內(nèi)設(shè)加勁環(huán)，在梁腹板間設(shè)對(duì)拉拉桿拱肋在橫向內(nèi)傾8°，形成提籃式。

圖1 系梁箱體處截面圖（單位：cm）

圖2 系桿拱橋立面、平面布置圖（單位：cm）

3 BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1 基于BIM模型工程量統(tǒng)計(jì)、復(fù)核

圖3 系桿拱橋橋位平面布置圖（單位：cm）

BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是建筑信息模型，利用Revit、Tekla等相關(guān)建模軟件完成系桿拱橋的建模工作，從二維的圖紙信息轉(zhuǎn)化為三維的模型信息；通過相應(yīng)單位構(gòu)件模型可以得到體積、質(zhì)量等相關(guān)信息，與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)量進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)量與BIM工程量之間的差距，如表1、表2所示；表1中混凝土結(jié)構(gòu)工程量差值百分比均在10%以內(nèi)，表2中鋼拱肋分節(jié)段工程量匯總表差值百分比均大于10%，據(jù)此數(shù)據(jù)項(xiàng)目與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通、進(jìn)行差量補(bǔ)記。

表1 混凝土結(jié)構(gòu)工程量匯總表

表2 鋼拱肋分節(jié)段工程量匯總表

3.2 施工全過程動(dòng)態(tài)模擬

BIM技術(shù)在施工模擬方面優(yōu)勢明顯，本項(xiàng)目系桿拱橋難度在于大跨度、小夾角，現(xiàn)場支架搭設(shè)、場地布置及施工組織方面難度很高；方案編制整體直觀度不高，通過利用BIM技術(shù)對(duì)施工全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，將施工節(jié)點(diǎn)合理化、風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)提前預(yù)知。

另一方面，施工模擬也可作為方案評(píng)審的重要組成部分之一，依據(jù)施工具體的工序流程，從系梁支架搭設(shè)開始、到拱肋支架拆除結(jié)束，利用Navisworks對(duì)模型的全生命周期進(jìn)行詳盡模擬。通過動(dòng)態(tài)的方案模擬，亦提前反映、規(guī)劃了項(xiàng)目部的生產(chǎn)建設(shè)計(jì)劃，也讓方案評(píng)審的過程更加直觀、流程更加明確。

圖4 施工全過程動(dòng)態(tài)模擬截圖

3.3 施工重難點(diǎn)工序模擬

針對(duì)施工過程中具體關(guān)鍵點(diǎn)和相應(yīng)高難度施工工藝，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)橋下支架搭設(shè)、拱肋混凝土壓注及保通（交通導(dǎo)流）方案等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了工序模擬；并將工序模擬成果收集整理、以3D技術(shù)交底的形式下發(fā)給現(xiàn)場相關(guān)人員；通過特定工序模擬內(nèi)容，使原本抽象、不易理解的施工工藝更加直觀的展現(xiàn)出來。

圖5 施工重難點(diǎn)工序模擬截圖

4 結(jié)語

本項(xiàng)目通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)工程量復(fù)核工作方面效率高，對(duì)于成本控制、材料調(diào)配方面有著極大的幫助；過程模擬中的相關(guān)內(nèi)容，及時(shí)得預(yù)發(fā)現(xiàn)了相關(guān)問題、提早解決，確保現(xiàn)場施工安全有序的完成。BIM技術(shù)的應(yīng)用，一方面提升了現(xiàn)場施工效率，另一方面確?，F(xiàn)場施工過程有序化、信息化、規(guī)范化。

系桿拱橋中BIM技術(shù)的應(yīng)用亦有不足，后續(xù)計(jì)劃中，項(xiàng)目著手于三維實(shí)景建模方向的內(nèi)容，利用施工現(xiàn)場實(shí)際的地形數(shù)據(jù)，優(yōu)化施工方案，進(jìn)一步挖掘BIM技術(shù)應(yīng)用的潛力。

[1]壽文池.BIM環(huán)境下的工程項(xiàng)目管理協(xié)同機(jī)制研究.重慶大學(xué)，2014，05.[2]李勇，管昌生.基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目信息管理模式與策略.工程管理學(xué)報(bào)，2012，09.

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[4]嚴(yán)颯鋒.貝雷梁支架體系在混凝土系桿拱橋施工中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2010（10）：14～16.

[5]李曉波.汀泗河特大橋1～140m鋼箱系桿拱施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2009，1：38～39.