基于BIM技术下论转体桥施工中的应用

陈立伟

摘要： 改建铁路阳安二线洋县汉江特大桥采用（40+64+40）m单线预应力混凝土连续梁结构形式跨越京昆高速公路。该转体桥成功运用BIM技术，缩短了工期，节约了成本，取得了良好的经济和社会效益，本文结合BIM技术在此工程施工中的实际应用，来探索适合转体桥的BIM技术实施方案。为今后转体桥运用BIM技术提供借鉴。

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.

关键词： BIM技术；转体桥；施工；模型

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

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0168-03

0 引言

BIM中文全称为建筑信息模型。顾名思义就是借助三维数字技术，结合指定的工程信息，而建造出的专有数据模型。这样一来，无论是在工程最初设计阶段，还是施工运营阶段都能为我们创建出完整数字模型，即时感观三维立体效果图，并对不足之处稍作调整。随着科技化的推进，BIM技术得到了广泛的应用。但多数用于建筑方面，水立方、世博会德国馆等知名建筑都受益于BIM技术的辅助。但在桥梁上的应用仍处于探索阶段。桥梁工程作为一种特殊的建筑，也顺应时代动向，紧跟行业变革。在新的生产模式带领下，应不断提高自身的生产效率、经济效益。因此，转体桥要充分利用BIM技术，做到对施工中的要点与难点准确控制。本文结合BIM技术在洋县汉江特大桥转体桥施工中的实际应用，来探索适合转体桥的BIM技术实施方案。

1 施工要点与难点

由于转体桥的自身特性，施工难点：第一，由于地理位置关系，造成转体桥曲线半径较小，这就要求球铰定位及线性控制精确度要高。第二，梁体采用满堂支架法现浇施工是本工程安全、质量的控制重点。第三，转体桥临近京昆高速，施工同时对京昆高速行车造成影响，必须在沿承台靠近坡脚一侧做好防护措施。第四，转体桥主梁构造较为复杂，因此异形构件较多。第五，工程计算的快慢与准确度直接影响施工进度与各项计划，转体桥工程量较大，计算起来有些困难。综合上述五条难点，决定采用BIM辅助技术。这样一来，加快了施工进度，提高了设计精度，降低了投资成本。

2 BIM新技术在转体桥悬灌施工中的应用

2.1 构建模型

三维模型的创建采用DASSAULT系列CATIA软件进行建模，并采用DELMIA进行施工仿真模拟。一方面将桥梁各个构件实现参数化建模，同时将构件的设计信息、材质等添加至BIM模型中，实现工程人员对项目的快速了解，便于工程的开展。另一方面，通过DEIMIA制作成施工仿真，让施工人员对施工工艺与整个施工流程做到心中有数，保证施工质量。另外，通过CATIA建立的精细化BIM模型还可以供测量人员作為现场坐标复核的依据，确保测量数据的准确性。

2.2 基于BIM三维算量

以往工程量的计算和统计通常是由工程技术人员按照施工图纸所提供的量做二次统计以及通过施工图纸进行手工计算。那么由于施工现场技术人员个人计算能力以及对图纸理解深度的不同，往往计算和统计出来的工程量有较大差别甚至出现计算错误，对项目工程计价管理造成一定的损失。

基于BIM的三维算量利用二次深化后的三维模型，直接点击目标构件得到工程量信息。这种工程量提取的方式可以根据不同人员的不同需求，按照部位，材质等方式进行快速、准确的提取。

BIM建模软件提供一定的准确的构件体积量，方便工程技术人员在浇筑混凝土时提前预报混凝土方量，如图1所示。同时，我们也可通过BIM应用平台来获取已知构件的工程量信息，如图2所示。

通过BIM软件我们可以得到构件的混凝土量，这种办法有利于我们对工程量进行预算和预报。图中绿色矩形框内的数字为所选连续梁对应节段的体积或称之为混凝土方量。

通过BIM施工管理平台，我们可对工程量进行统计并能按照构件和材质形成工程量清单，方便造价相关人员进行工程计价和预决算。上图下部表格所列出的有对应节段的混凝土方量和材料等。

2.3 碰撞分析

通过碰撞检查对转体桥的施工图进行深化设计，不断对设计进行优化，保证了在施工阶段因“错、漏、碰、缺”而造成的工程损失与工期延误。传统的施工中，二维图纸不能直观的将钢筋、预应力管道、预应力钢筋、预埋件等体现出来，导致在施工过程中，出现彼此之间的碰撞与干扰，造成无法达到设计要求。而采用BIM技术，从三维可视化的角度，避免此现象的发生。本桥针对连续梁碰撞检查共计30处，碰撞点825个。基于BIM技术的碰撞检查，可以在项目施工前提前发现问题，避免施工过程中的怠工与返工现象，有效加快项目进度，减少材料浪费，节约成本，并且通过对钢筋的优化排布，保证了混凝土振捣的密实性。

碰撞检查如图3-图5所示。

2.4 三维技术交底优化施工

随着科技化的推进，BIM技术得到了广泛的应用。BIM模型的立体化和精准性等特点，使得其具有替代真实构筑物的功效。因此，我们可借助BIM模型来对图纸进行清晰化认识，对结构复杂部位及节点进行准确识别。

在施工前，集中相关专业施工人员，采用将BIM三维模型投放于大屏幕的方式进行技术交底工作。BIM三维模型可以可视化预演施工中的重点、难点和工艺复杂的施工区域，多角度、全方位地查看模型，让施工人员更加直观地理解设计意图，这样做，不仅能减少施工中因图纸理解错误导致的返工现象，还能提高交底工作的效率，加快施工进度，还利于工人和非本专业人员理解相关的工作内容，如图6所示。

2.5 进度管理

通过BIM技术对施工进度进行推演与预警，可以精确计算每一项工序所消耗的时间与材料，这不仅有利于工期安排，而且有利于资源的优化配置，保证工程按期顺利完工。首先，BIM模型中包含了各构件的详细设计信息，包括尺寸信息、材料信息，而且在BIM管理平台中可以快速将计划内混凝土、钢筋等材料用量自动生成，有了这些数据作参考，我们再根据的以往的工作经验便可以得出更加合理的工时需求；其次，动态的4D施工模拟过程，也使得每一个人都可以快速准确的理解计划，使得计划编制人员不需要去查看复杂的图纸，可快速验证计划的合理性与可行性。如图7所示。

3 BIM应用成果分析

3.1 信息查询迅速便捷

通过对BIM模型信息的快速查询功能，可以实时了解整个项目的工程进度与工程质量，包括材料消耗，相关施工负责人，项目成本信息等。

3.2 记录详细，减少施工误差

BIM的碰撞分析可以有效的减少由“错、漏、碰、缺”而造成的延误和损失。通过BIM模型，可以直观、清晰的看到各个构件的排布位置。避免了传统施工中二位图纸难以表达的问题。

3.3 节约成本，效率增加

通過BIM模型可快速、高效、准确计算工程量，有效提高工作效率，减少因工程量计算不准确而造成的工程损失。

3.4 问题反馈及时有效

4D施工模拟，将整个施工流程通过BIM技术模拟，在实际施工过程将二者对比进行，可以及时发现施工中的问题与偏差，避免了由于误差返工而造成的成本增加。另外，可以借此让施工人员清晰了解每个施工阶段的主要任务，保证工程的实施质量。

4 结束语

随着科技的不断向前推进，BIM技术逐渐应用到桥梁工程中。针对洋县汉江特大桥转体桥施工工期紧，技术要求高，地理环境复杂，结构物尺寸变化多，悬灌转体施工难度大等特点，引入BIM技术，运用CATIA软件建立BIM三维信息模型，通过碰撞检查、三维技术交底、三维工程量计算、施工进度管理等先进技术的应用，促进工程项目实现精细化管理、提高工程质量、降低成本和安全风险。借助BIM技术这一简单直观的手段带来直接的视觉认可，可以减少相关工程技术人员的工作量。这样一来，大大提高了施工效率，降低了施工成本。BIM技术在转体桥中的施工，改变了传统落后的施工模式，并为BIM技术在桥梁施工中的应用提供了宝贵的借鉴意义。

参考文献：

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