周 亮,楊玉梅,明智勇

(重慶市建筑科學(xué)研究院,重慶 400016)

1 前言

隨著“一帶一路”建設(shè)不斷推進(jìn),云南作為中國(guó)面向東南亞的輻射中心,將日益發(fā)揮重要作用。而高速公路作為云南重要的交通通道,在工程施工建設(shè)過(guò)程中,也提出更多更新的要求,應(yīng)用BIM技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路工程建設(shè)全生命周期內(nèi)各階段以及項(xiàng)目參建單位之間信息資源的共享,從而能夠明顯提高高速公路建設(shè)管理的信息化水平,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理,提高工程建設(shè)的效率[1。BIM技術(shù),基于三維數(shù)字模型,有效集成高速公路工程建設(shè)各施工階段的信息流,全面實(shí)現(xiàn)各參建單位的無(wú)障礙交流,細(xì)化質(zhì)量、安全、進(jìn)度等的管理,優(yōu)化工程建設(shè)施工的整個(gè)工作流程。

2 項(xiàng)目概況

云南省昆明—楚雄高速公路改擴(kuò)建工程勤豐至和平試驗(yàn)段上跨成昆鐵路立交橋工程——大德大橋,跨鐵立交橋公鐵交叉里程為公路里程K61+214.2=鐵路里程K1019+225。主橋設(shè)計(jì)上部為2×65mT型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體法施工單箱多室現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；主橋轉(zhuǎn)體部分長(zhǎng)106m,雙幅合并,轉(zhuǎn)體重量為15600t,逆時(shí)針轉(zhuǎn)體66°；兩端合攏段長(zhǎng)均為12m。過(guò)渡跨左幅為2×40m預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+1×40m預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁,長(zhǎng)120m；右幅為2×40m+2×40m預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,長(zhǎng)160m。

該工程建設(shè)場(chǎng)地小,內(nèi)容多,工期緊,技術(shù)復(fù)雜。這為現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、安全管理等帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)：首先,有限的場(chǎng)地要求更為及時(shí)、有效的場(chǎng)地規(guī)劃及施工組織設(shè)計(jì)；其次,緊張的工期要求制定合理的施工進(jìn)度計(jì)劃并進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤檢查；同時(shí)大量的現(xiàn)澆支架搭設(shè)需要技術(shù)、材料、組織上的合理安排,最后上、下承臺(tái)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)及0#塊三向預(yù)應(yīng)力施工,需要高質(zhì)量的技術(shù)交底措施和強(qiáng)化過(guò)程控制。針對(duì)跨鐵路轉(zhuǎn)體橋工程的施工特點(diǎn),利用BIM技術(shù),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建造過(guò)程實(shí)施了一系列的應(yīng)用,目前已取得了業(yè)主、監(jiān)理、公司等單位的一致認(rèn)可。

3 BIM技術(shù)在工程上的應(yīng)用價(jià)值

基于BIM技術(shù)可視化、模擬建造過(guò)程的特點(diǎn),充分考慮橋梁與鐵路間的橫向、豎向位置關(guān)系,建立該橋梁的三維實(shí)景模型,通過(guò)三維模型的實(shí)際建造過(guò)程及開發(fā)的項(xiàng)目管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息的快速整合與傳遞,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的高效化、智能化、精細(xì)化。

結(jié)合該高速公路跨鐵路橋梁工程的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用需求,構(gòu)建了項(xiàng)目業(yè)主和總承包方為應(yīng)用主體,其他參建方為應(yīng)用參與方的BIM應(yīng)用模式,BIM技術(shù)咨詢公司提供BIM施工模型及全過(guò)程技術(shù)咨詢服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參建方快速拾取信息及交流的方便,特意開發(fā)了針對(duì)總承包管理模式的項(xiàng)目應(yīng)用管理平臺(tái),采取權(quán)限分配的原則給各參建單位設(shè)置賬號(hào),以便相關(guān)人員實(shí)時(shí)進(jìn)行施工信息的填報(bào)和查詢。

3.1 三維出圖,有助于技術(shù)交底

在橋梁工程建設(shè)過(guò)程中,應(yīng)用BIM技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)三維建模,能夠更加直觀、建立三維可視化圖形和打印三維圖紙,相比傳統(tǒng)的二維圖紙,更加形象直觀,技術(shù)交底更加方便與高效。尤其是針對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式各異的轉(zhuǎn)體上承臺(tái)、下承臺(tái)構(gòu)件和主橋箱梁鋼筋,工程技術(shù)人員利用建立的三維仿真模型(圖紙)來(lái)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)交底,協(xié)助施工作業(yè)人員快速形成構(gòu)件整體印象、了解和掌握質(zhì)量控制重點(diǎn)及施工工序中預(yù)留預(yù)埋的作用。

圖1 轉(zhuǎn)體上、下轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)三維圖

3.2 有助于設(shè)計(jì)圖紙查錯(cuò)及優(yōu)化

應(yīng)用BIM技術(shù),可以基于BIM技術(shù)的可視化模擬功能,對(duì)二維施工圖紙進(jìn)行三維建模,在施工前發(fā)現(xiàn)不合理及自相矛盾的部位,利用BIM技術(shù)進(jìn)行這些部位的優(yōu)化調(diào)整,大大提升施工質(zhì)量和效率,避免施工過(guò)程中返工及資源不必要的浪費(fèi)。本工程針對(duì)樁與承臺(tái)位置關(guān)系設(shè)計(jì)不一致、轉(zhuǎn)體完成后上轉(zhuǎn)盤未預(yù)留鋼筋澆筑封鉸固定轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的問(wèn)題都及時(shí)發(fā)現(xiàn),并反饋于建設(shè)單位建議設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改,取得了很好的效果。

3.3 有助于施工方案的模擬與優(yōu)化

基于BIM所建立的三維模型,通過(guò)施工方提供的專項(xiàng)施工方案可進(jìn)行轉(zhuǎn)體橋梁建造過(guò)程的模擬,直觀地展示施工工藝、措施(如圖2),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中可能存在的危險(xiǎn)源、安全隱患、消防隱患等提前排查并標(biāo)識(shí)(如圖3),對(duì)這些方案的合理性進(jìn)行審查,對(duì)施工場(chǎng)地布置(拌合站建設(shè)、運(yùn)輸車輛出入、現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)等)進(jìn)行優(yōu)化,輔助參建單位作出決策。

圖2 轉(zhuǎn)體墩施工方案模擬

圖3 施工方案危險(xiǎn)源排查與識(shí)別

3.4 有助于施工進(jìn)度的控制

基于BIM技術(shù)的可視化與集成化特點(diǎn),根基施工單位編制的施工進(jìn)度計(jì)劃,通過(guò)項(xiàng)目管理平臺(tái)的進(jìn)度管理,從橋梁下部結(jié)構(gòu)到上部結(jié)構(gòu)及附屬工程,可設(shè)置每個(gè)分項(xiàng)工程的進(jìn)度和關(guān)聯(lián)至三維模型,建立三維進(jìn)度模型并對(duì)所有的工序都可提前進(jìn)行預(yù)演可以提前找出施工組織設(shè)計(jì)中的進(jìn)度安排問(wèn)題,提前進(jìn)行修改優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃(總體進(jìn)度計(jì)劃、階段性計(jì)劃)制定工作高效率、高質(zhì)量的目的。同時(shí),在施工過(guò)程中可開展實(shí)時(shí)進(jìn)度檢查并動(dòng)態(tài)管理,可以使用不同的顏色來(lái)標(biāo)注構(gòu)件的工作進(jìn)展,查看任意構(gòu)件、構(gòu)件單元或工程段等的施工狀態(tài)與工程屬性,并依據(jù)關(guān)鍵線路對(duì)進(jìn)度延后的情況及時(shí)進(jìn)行預(yù)警告知相應(yīng)的單位。

更為重要的是,基于BIM技術(shù),根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)填報(bào)的構(gòu)件實(shí)際工作進(jìn)度,項(xiàng)目管理平臺(tái)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)參建單位的需要定制各類進(jìn)度報(bào)表,實(shí)時(shí)生成工程階段性進(jìn)度報(bào)告,以便上級(jí)管理部門,參建各方進(jìn)行查看、分析及決策。

3.5 關(guān)聯(lián)施工信息至BIM模型,實(shí)現(xiàn)信息的快速傳遞與追溯

在公路橋梁施工過(guò)程中,基于BIM技術(shù),通過(guò)項(xiàng)目管理平臺(tái)能夠?qū)⒏鲄⒔▎挝坏墓芾砉ぷ鲗?shí)時(shí)鏈接起來(lái),方便各參建單位人員進(jìn)行溝通。與此同時(shí),應(yīng)用BIM技術(shù),將施工圖紙、施工方案、原材料復(fù)檢及報(bào)驗(yàn)資料、工序施工及報(bào)驗(yàn)資料、隱蔽驗(yàn)收資料、會(huì)議紀(jì)要、月報(bào)、階段性驗(yàn)收等管理資料關(guān)聯(lián)至模型構(gòu)件,方便項(xiàng)目參與各方進(jìn)行實(shí)時(shí)查看、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收對(duì)照、責(zé)任人追溯等；工程問(wèn)題的工作指令也可通過(guò)項(xiàng)目管理平臺(tái)發(fā)布關(guān)聯(lián)到模型構(gòu)件上,同時(shí)可進(jìn)行跟蹤檢查并實(shí)現(xiàn)問(wèn)題整改的閉合,實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)管理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)高速公路跨鐵路橋梁——大德大橋的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用需求,研發(fā)項(xiàng)目管理平臺(tái),基于BIM技術(shù)在施工過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。目前工程建設(shè)已進(jìn)入轉(zhuǎn)體下承臺(tái)、右幅16～18#墩引橋箱梁大面積施工階段,進(jìn)展順利。當(dāng)前的應(yīng)用表明,BIM信息模型技術(shù)的發(fā)展為橋梁工程建設(shè)帶來(lái)了巨大的影響。通過(guò)項(xiàng)目管理平臺(tái)構(gòu)建的三維模型,BIM技術(shù)不僅可以提高工程施工技術(shù)的工作效率和對(duì)進(jìn)度實(shí)施高效管理；還能增強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源的預(yù)控、管理與監(jiān)督,利用VR進(jìn)行安全交底有效避免安全事故的發(fā)生；同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息的動(dòng)態(tài)化、集成化和可追溯性,具有一定的示范作用。