陳立偉

摘要： 改建鐵路陽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，本文結(jié)合BIM技術(shù)在此工程施工中的實(shí)際應(yīng)用，來探索適合轉(zhuǎn)體橋的BIM技術(shù)實(shí)施方案。為今后轉(zhuǎn)體橋運(yùn)用BIM技術(shù)提供借鑒。

Abstract： The Yangxian Hanjiang Extra-bridge of Yangan No. 2 line of the reconstructed railway is constructed using the （40+64+40） m single-line prestressed concrete continuous beam structure across the Beijing-Kunming Expressway. The swivel bridge successfully used BIM technology， shortened the construction period， saved the cost， and achieved good economic and social benefits. This paper combines the practical application of BIM technology in the construction of this project to explore the implementation scheme of BIM technology suitable for swivel bridges， to provide reference for application of BIM technology in swivel bridge.

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù)；轉(zhuǎn)體橋；施工；模型

Key words： BIM technology；swivel bridge；construction；model

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）20-0168-03

0 引言

BIM中文全稱為建筑信息模型。顧名思義就是借助三維數(shù)字技術(shù)，結(jié)合指定的工程信息，而建造出的專有數(shù)據(jù)模型。這樣一來，無論是在工程最初設(shè)計(jì)階段，還是施工運(yùn)營階段都能為我們創(chuàng)建出完整數(shù)字模型，即時(shí)感觀三維立體效果圖，并對不足之處稍作調(diào)整。隨著科技化的推進(jìn)，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。但多數(shù)用于建筑方面，水立方、世博會(huì)德國館等知名建筑都受益于BIM技術(shù)的輔助。但在橋梁上的應(yīng)用仍處于探索階段。橋梁工程作為一種特殊的建筑，也順應(yīng)時(shí)代動(dòng)向，緊跟行業(yè)變革。在新的生產(chǎn)模式帶領(lǐng)下，應(yīng)不斷提高自身的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益。因此，轉(zhuǎn)體橋要充分利用BIM技術(shù)，做到對施工中的要點(diǎn)與難點(diǎn)準(zhǔn)確控制。本文結(jié)合BIM技術(shù)在洋縣漢江特大橋轉(zhuǎn)體橋施工中的實(shí)際應(yīng)用，來探索適合轉(zhuǎn)體橋的BIM技術(shù)實(shí)施方案。

1 施工要點(diǎn)與難點(diǎn)

由于轉(zhuǎn)體橋的自身特性，施工難點(diǎn)：第一，由于地理位置關(guān)系，造成轉(zhuǎn)體橋曲線半徑較小，這就要求球鉸定位及線性控制精確度要高。第二，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)。第三，轉(zhuǎn)體橋臨近京昆高速，施工同時(shí)對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。第四，轉(zhuǎn)體橋主梁構(gòu)造較為復(fù)雜，因此異形構(gòu)件較多。第五，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)算起來有些困難。綜合上述五條難點(diǎn)，決定采用BIM輔助技術(shù)。這樣一來，加快了施工進(jìn)度，提高了設(shè)計(jì)精度，降低了投資成本。

2 BIM新技術(shù)在轉(zhuǎn)體橋懸灌施工中的應(yīng)用

2.1 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)工程人員對項(xiàng)目的快速了解，便于工程的開展。另一方面，通過DEIMIA制作成施工仿真，讓施工人員對施工工藝與整個(gè)施工流程做到心中有數(shù)，保證施工質(zhì)量。另外，通過CATIA建立的精細(xì)化BIM模型還可以供測量人員作為現(xiàn)場坐標(biāo)復(fù)核的依據(jù)，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 基于BIM三維算量

以往工程量的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)通常是由工程技術(shù)人員按照施工圖紙所提供的量做二次統(tǒng)計(jì)以及通過施工圖紙進(jìn)行手工計(jì)算。那么由于施工現(xiàn)場技術(shù)人員個(gè)人計(jì)算能力以及對圖紙理解深度的不同，往往計(jì)算和統(tǒng)計(jì)出來的工程量有較大差別甚至出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，對項(xiàng)目工程計(jì)價(jià)管理造成一定的損失。

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，如圖1所示。同時(shí)，我們也可通過BIM應(yīng)用平臺(tái)來獲取已知構(gòu)件的工程量信息，如圖2所示。

通過BIM軟件我們可以得到構(gòu)件的混凝土量，這種辦法有利于我們對工程量進(jìn)行預(yù)算和預(yù)報(bào)。圖中綠色矩形框內(nèi)的數(shù)字為所選連續(xù)梁對應(yīng)節(jié)段的體積或稱之為混凝土方量。

通過BIM施工管理平臺(tái)，我們可對工程量進(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。上圖下部表格所列出的有對應(yīng)節(jié)段的混凝土方量和材料等。

2.3 碰撞分析

通過碰撞檢查對轉(zhuǎn)體橋的施工圖進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，不斷對設(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，導(dǎo)致在施工過程中，出現(xiàn)彼此之間的碰撞與干擾，造成無法達(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。本橋針對連續(xù)梁碰撞檢查共計(jì)30處，碰撞點(diǎn)825個(gè)。基于BIM技術(shù)的碰撞檢查，可以在項(xiàng)目施工前提前發(fā)現(xiàn)問題，避免施工過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，并且通過對鋼筋的優(yōu)化排布，保證了混凝土振搗的密實(shí)性。

碰撞檢查如圖3-圖5所示。

2.4 三維技術(shù)交底優(yōu)化施工

隨著科技化的推進(jìn)，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。BIM模型的立體化和精準(zhǔn)性等特點(diǎn)，使得其具有替代真實(shí)構(gòu)筑物的功效。因此，我們可借助BIM模型來對圖紙進(jìn)行清晰化認(rèn)識(shí)，對結(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，如圖6所示。

2.5 進(jìn)度管理

通過BIM技術(shù)對施工進(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，我們再根據(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。如圖7所示。

3 BIM應(yīng)用成果分析

3.1 信息查詢迅速便捷

通過對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。

3.2 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)的問題。

3.3 節(jié)約成本，效率增加

通過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。

3.4 問題反饋及時(shí)有效

4D施工模擬，將整個(gè)施工流程通過BIM技術(shù)模擬，在實(shí)際施工過程將二者對比進(jìn)行，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問題與偏差，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。

4 結(jié)束語

隨著科技的不斷向前推進(jìn)，BIM技術(shù)逐漸應(yīng)用到橋梁工程中。針對洋縣漢江特大橋轉(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技術(shù)這一簡單直觀的手段帶來直接的視覺認(rèn)可，可以減少相關(guān)工程技術(shù)人員的工作量。這樣一來，大大提高了施工效率，降低了施工成本。BIM技術(shù)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技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用提供了寶貴的借鑒意義。

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