李 磊，李 江

(中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司，江西 九江 332001)

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程的加速，城市道路快速化改造的建設(shè)項(xiàng)目越來越多。道路改造中的立交橋多位于主干道交匯處，具有交通繁忙、場(chǎng)地狹小、工期短、地下構(gòu)筑物多、安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)。在城市高架橋施工中引入BIM技術(shù)具有十分重要的意義。

本文以長(zhǎng)沙湘府路快速化改造工程為例，根據(jù)施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)的實(shí)踐，總結(jié)BIM技術(shù)的應(yīng)用成果，并結(jié)合橋梁工程領(lǐng)域BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，提出在橋梁工程施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)的建議。

1 工程概況

長(zhǎng)沙湘府路快速化改造工程為長(zhǎng)沙市南部東西向的城市快速路，是湖南省首次采用裝配式工藝施工的市政高架橋梁(見圖1)。主要施工內(nèi)容有主線、平行匝道、萬家麗立交、萬家麗路高架橋拼寬段的橋梁主體結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝、伸縮縫、支座、防撞欄桿、橋梁排水等。

圖1 湘府路快速化改造工程建筑效果

該項(xiàng)目墩高≤15m的墩柱和蓋梁及所有鋼板組合梁采用預(yù)制拼裝工藝施工，其中蓋梁最大節(jié)段吊重為120t，立柱最大吊重95t。鋼板組合梁采用國內(nèi)首創(chuàng)的二次疊合施工技術(shù)，即底層10cm厚的混凝土梁板在工廠與單片工字鋼梁進(jìn)行疊合，整孔組合梁吊裝上橋后再進(jìn)行頂層20cm厚的混凝土梁板疊合，形成整體梁板結(jié)構(gòu)。

2 工程重難點(diǎn)

該項(xiàng)目中萬家麗立交是施工重難點(diǎn)之一。下部結(jié)構(gòu)與地鐵5，8號(hào)線換乘站共建，上部結(jié)構(gòu)5次跨越既有萬家麗路高架橋，上下共5層，最高橋面距地面40m。工程實(shí)施難點(diǎn)如下：①工期短；②交通流量大；③場(chǎng)地狹小且交叉施工；④地下構(gòu)筑物多；⑤沿線高壓線；⑥多層立交鋼梁跨既有橋梁吊裝；⑦單節(jié)鋼梁吊裝質(zhì)量大，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用于該項(xiàng)目，施工中由BIM應(yīng)用人員將3D模型、工程量及4D/5D模型數(shù)據(jù)上傳至施工管理平臺(tái)，通過BIM管理平臺(tái)對(duì)進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全進(jìn)行有效管理。

3.1 BIM模型管理

3.1.1地形采集

傳統(tǒng)三維建模一般只有施工主體本身，在施工環(huán)境復(fù)雜的市政項(xiàng)目中，單獨(dú)的模型不能指導(dǎo)施工。該項(xiàng)目利用無人機(jī)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行地形采集，處理采集數(shù)據(jù)后，和主體模型一起導(dǎo)入平臺(tái)中，生成空間信息、靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)信息，為各項(xiàng)方案的制作提供依據(jù)。

3.1.2模型建立(見圖2)

圖2 模型建立

按照工程整體CAD圖進(jìn)行定位，相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)圖紙內(nèi)參數(shù)，將Revit等軟件建好的模型導(dǎo)入BIM管理平臺(tái)，再將處理過的地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入管理平臺(tái)中，與主體模型融為一體，使施工情況一目了然。

3.2 施工管理應(yīng)用

3.2.1構(gòu)件參數(shù)查看

BIM平臺(tái)中的三維模型可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放及漫游。由于已提前導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊具體模型時(shí)會(huì)顯示模型代表構(gòu)件的相關(guān)信息、參數(shù)。

3.2.2道路交通疏解指導(dǎo)

由于施工現(xiàn)場(chǎng)交通壓力大，且與地鐵、管廊等同時(shí)施工，現(xiàn)有施工圍擋對(duì)道路交通導(dǎo)行造成影響。在已建好的BIM模型中，根據(jù)實(shí)際地形模型，編制交通疏導(dǎo)方案，可最大程度還原現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)程度，在準(zhǔn)確地形上模擬交通疏導(dǎo)、圍擋布置。

3.2.3施工方案模擬

萬家麗立交項(xiàng)目中施工場(chǎng)地有限、施工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時(shí)需考慮交通疏解、機(jī)械設(shè)備站位、鋼梁吊裝順序、對(duì)地鐵的影響等因素。通過BIM模型比對(duì)方案，選出最理想的吊裝方案，并繼續(xù)進(jìn)行施工模擬，反復(fù)優(yōu)化方案。施工工況模擬如圖3所示。

圖3 施工工況模擬

3.2.4技術(shù)交底

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的施工環(huán)節(jié)，制作對(duì)應(yīng)動(dòng)畫，輔助現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行施工和技術(shù)交底工作，便于一線施工人員準(zhǔn)確理解施工工序和作業(yè)要求，使復(fù)雜工藝流程變得通俗易懂。

3.2.5高壓線與新建橋梁對(duì)應(yīng)關(guān)系模擬

利用Revit建立主橋及附近高壓電塔和電線的模型，能直觀看出高壓線對(duì)施工的影響，通過分析高壓線和主體模型相對(duì)位置，為施工方案的制定與優(yōu)化提供依據(jù)。

3.2.6預(yù)制構(gòu)件管理

由于該項(xiàng)目采用裝配式施工，存在大量預(yù)制構(gòu)件，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度制定預(yù)制構(gòu)件的施工順序，預(yù)制構(gòu)件制作與出廠需大量人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，操作繁瑣。為使預(yù)制構(gòu)件實(shí)現(xiàn)可視化管理，項(xiàng)目部利用BIM技術(shù)結(jié)合微信客戶端，通過預(yù)制構(gòu)件月度計(jì)劃制定及統(tǒng)計(jì)功能，進(jìn)行計(jì)劃生產(chǎn)量與實(shí)際生產(chǎn)量的對(duì)比，同時(shí)，通過臺(tái)座管理模塊，有序管理預(yù)制臺(tái)座和存放臺(tái)座，使預(yù)制廠狀況一目了然。

3.3 進(jìn)度管理應(yīng)用

在傳統(tǒng)BIM平臺(tái)基礎(chǔ)上，通過微信公眾號(hào)或微信小程序管控施工進(jìn)度?，F(xiàn)場(chǎng)人員根據(jù)工程進(jìn)度，每日在微信上填報(bào)工程量、消耗材料、當(dāng)日機(jī)械和人員情況。

根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度和接收到的實(shí)際進(jìn)度，平臺(tái)可分析現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，找出滯后節(jié)點(diǎn)，以便確定解決方案。

3.4 安全質(zhì)量管理應(yīng)用

本項(xiàng)目采用微信公眾號(hào)實(shí)現(xiàn)安全質(zhì)量管理?，F(xiàn)場(chǎng)巡查發(fā)現(xiàn)安全問題和質(zhì)量問題后，打開公眾號(hào)拍照取證，并填寫相關(guān)內(nèi)容，如問題描述、整改要求、經(jīng)辦人員、問題嚴(yán)重性等，填完后進(jìn)行發(fā)送。現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人收到整改消息后，可選擇相應(yīng)人員進(jìn)行整改，整改完成后，負(fù)責(zé)人會(huì)收到整改完成通知。

3.5 物資機(jī)械管理應(yīng)用

3.5.1物資材料管理

平臺(tái)中錄入所需材料庫，并關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)度計(jì)劃的填報(bào)可直接調(diào)用本地材料庫。平臺(tái)可統(tǒng)計(jì)收發(fā)材料，預(yù)警庫存不足的材料。

3.5.2機(jī)械設(shè)備管理

與材料管理一樣，平臺(tái)內(nèi)錄入建設(shè)該項(xiàng)目所需的機(jī)械庫，并關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)度計(jì)劃的填報(bào)可直接調(diào)用本地機(jī)械庫，還可管理機(jī)械狀態(tài)、進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間。

3.6 視頻監(jiān)控應(yīng)用

利用BIM平臺(tái)對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)直接查看模型對(duì)應(yīng)位置的實(shí)時(shí)狀態(tài)，項(xiàng)目部通過計(jì)算機(jī)客戶端、手機(jī)端與BIM平臺(tái)相連，能直接在計(jì)算機(jī)、手機(jī)上查看現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，且移動(dòng)端可在任何地方操作攝像頭，對(duì)違規(guī)或危險(xiǎn)情況進(jìn)行截圖或攝像，方便項(xiàng)目部實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)情況。

3.7 二維碼應(yīng)用

將該項(xiàng)目的管理人員信息、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員信息、機(jī)械信息錄入系統(tǒng)后臺(tái)中，自動(dòng)生成相應(yīng)人員信息、機(jī)械信息二維碼，再將相應(yīng)二維碼進(jìn)行打印、粘貼。管理人員可通過微信掃描二維碼，得知相應(yīng)人員信息、機(jī)械基本信息、檢查記錄。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用中的障礙及改進(jìn)方向

1)任務(wù)進(jìn)度管理作為BIM輔助管理的重要部分，可系統(tǒng)化查看、統(tǒng)計(jì)實(shí)際工程進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度，并進(jìn)行相應(yīng)分析。但因工程業(yè)務(wù)較繁忙，導(dǎo)致錄入實(shí)際進(jìn)度存在滯后現(xiàn)象，不能及時(shí)反映實(shí)際情況，所以設(shè)立專職人員，優(yōu)化任務(wù)進(jìn)度，有效改善該情況。

2)該項(xiàng)目工程體量較大、周邊建筑物眾多，因此使用傾斜攝影技術(shù)，獲得高質(zhì)量的周邊環(huán)境模型，整體效果好，但存在以下問題：①由于模型較大，前期模型建立用時(shí)較長(zhǎng)，從而對(duì)BIM平臺(tái)的使用有一定影響；②高質(zhì)量的傾斜攝影模型對(duì)硬件設(shè)備要求很高，往往需要更新替換臺(tái)式機(jī)滿足使用要求。所以需提前做好硬件準(zhǔn)備制作項(xiàng)目模型，不影響正常開展BIM工作。

3)相比住宅等傳統(tǒng)建筑，橋梁建設(shè)過程中涉及的人員和流程更復(fù)雜，導(dǎo)致BIM技術(shù)落地困難。以預(yù)制構(gòu)件信息化管理為例，二維碼張貼、掃碼流程涉及構(gòu)件廠、物機(jī)部、工程部等部門，每個(gè)參與方必須正確履行掃碼流程，才能實(shí)現(xiàn)橋梁預(yù)制構(gòu)件信息化管理。因此，BIM技術(shù)在大型橋梁項(xiàng)目中的落地實(shí)施，企業(yè)除積極吸納先進(jìn)技術(shù)外，還需逐步變革管理流程與模式。

4)目前橋梁建設(shè)過程中的各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)尚未接入系統(tǒng)中。將來可考慮將各監(jiān)測(cè)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成至數(shù)據(jù)中心，并結(jié)合BIM技術(shù)，形成信息集成優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高橋梁建設(shè)的安全管理水平。

5 結(jié)語

本文依托湘府路項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，通過總結(jié)BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用成果和不足，分析需提高行業(yè)領(lǐng)域整體應(yīng)用水平的建議，并期望BIM技術(shù)在湘府路項(xiàng)目的應(yīng)用成果能提高行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用水平。在今后的城市高架橋施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重具體措施與方法的科學(xué)性。