浅谈悬臂现浇施工BIM监控技术应用

刘淑琴

太原高速公路管理有限公司 山西太原 030006

悬臂现浇指的是在桥墩两侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝士梁体，并逐段施加预应力的施工过程。主要设备是一对能行走的挂篮，挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，綁扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施预应力都在其上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一对梁段施工，循序前行，直至悬臂梁段浇筑完成。

某某铁路客运专线河湾水道特大桥跨越河湾水道设计为（112+168×2+104）m预应力混凝土连续刚构桥，混凝土强度等级C60，梁部采用悬臂现浇法施工。高速铁路由于速度高、冲击荷载大、无砟轨道系统精度要求高、桥梁设计使用年限（100年）长，因此对于大跨连续刚构桥的施工精度要求、工后沉降以及跨中徐变挠度都提出了更高的要求，对于预应力混凝土连续刚构桥采用悬臂现浇挂篮施工技术。

1 悬臂现浇工艺流程

悬浇梁体一般要分四大部分浇筑：墩顶梁段（0号块）；0号块两侧对称悬浇梁段；边孔支架现浇梁段；主梁跨中合龙段。

悬浇现浇顺序：

在墩顶托架或赝架上涛筑0号块并实施墩梁临时固结；

在0号块段上安装悬臂挂篮向两侧依次对称分段浇筑主梁至合龙前段；

在支架上浇筑边跨主梁合龙段；

最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。

悬灌梁施工工艺流程：挂篮就位→调整底模、外侧模标高→绑扎底板、腹板钢筋→安装竖向预应力钢筋→内模系统滑出就位→安装纵向、横向预应力管道→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土→养护→穿钢绞线→张拉→压浆→前移挂篮→下一节段施工。如此循环施工，每节段施工周期平均为8-10天。

2 悬臂现浇施工BIM监控技术应用

2.1 挂篮设计方面

悬臂现浇所采用挂篮主要由三角主桁架、前后横向联结系、顶横梁、前后下横梁、底纵梁、模板系统、吊带锚固系统、走行滑移系统及张拉平台等组成。挂篮设计检算采用BIM技术建模进行整体结构受力分析，以确保所设计挂篮主桁架结构稳定，刚度大，变形量小，结构安全系数达到规范设计要求，使其使用功能达到既安全可靠又经济适用的效果。

2.2 线形控制方面

由于高速铁路采用无砟轨道，精度要求极高，对大跨连续刚构的成桥高程和跨中徐变挠度要求也就更高，因此悬浇现浇施工线形监控工作非常重要。利用BIM技术，通过搭建BIM模型，对悬臂施工线形和应力进行时时监控，由于整个过程都是可视化，可视化结果不仅可用来效果图展示及模拟施工，更重要的是，整个参入各方都能可视化的状态下进行监控，实现施工过程动态监控的效果。线形监控内容：施工过程的仿真计算；标高、挠度和中线位置的现场测量；施工过程的参数识别；施工过程中标高、中线位置的预测与调整。

2.3 高程控制方面

立模高程的控制既要保证主梁各节段绝对标高的精度，又要保证主梁线形的平顺为原则。当本梁段完成后的前端标高出现偏差时，如果偏差值在±10mm以内，则下一节段的前端标高就不需要作调整，仍取为施工设计标高；如果偏差值超过±10mm，应在其后的两个梁段内将其消除。处理方法是：将本梁段前端标高偏差值反号等分，平均分配到后面两个梁段立模标高中。利用BIM三维技术控制，能有效的控制悬臂现浇立模高程的动态控制，减少悬臂节段之间二次抛物线高程误差。

2.4 轴线控制方面

在0#块中心位置设置一基点，作为往后每个节段位置控制的后视点，采用全站仪对每个节段模板位置进行调整，模板在准确定位后进行加固，然后通过全站仪在每个模板端头进行节段关键点放样，每个节段放6个控制点，通过控制点的位置准确定位主梁中心线的位置，在每个节段浇筑后，与前一节段中心线位置进行连侧，消除误差，确保主梁中心线位置准确性。利用BIM三维技术控制，能有效的控制悬臂现浇轴线位置的动态控制，纠偏施工测量轴线人为偏差的自动检查功能。

2.5 应力控制方面

为了保证桥梁结构安全和施工安全，按照施工设计要求监测墩柱和箱梁关键断面的应力变化，掌握桥梁结构的受力状态，在梁体合理位置布置测试结构断面和测点，在施工过程中测试截面的应力变化与应力分布情况，验证各施工阶段被测梁段的应力值与BIM技术仿真分析的吻合情况并加以监控。箱梁的主要量测部位有：箱梁根部附近断面；箱梁1/4L处断面；箱梁合拢段处断面。

3 结语

在桥梁箱梁施工之中挂篮悬臂现浇施工法是常用的一种方法，当前的挂篮悬臂现浇施工工艺已经渐渐趋于成熟，但是由于其需要在高空进行作业所以具有很大的风险性。不仅预应力混凝土箱粱的结构过于繁琐，同时在施工技术上也有着较高的要求。结合目前实际，BIM模拟施工技术的融合使用，使在平面图上很难表达或者无法表达的设计意图，通过BIM技术建模技术将整个施工过程模拟可视化处理，利用BIM技术加强施工管理，通过建立BIM施工模型，将刚构桥及其现场3D模型与施工质量、进度、成本、安全、人力、材料、设备、场地布置等动态集成管理及施工过程可视化模拟施工，提高工程质量、加快施工进度、降低施工成本、有效控制施工风险，使刚构桥悬臂现浇施工全过程得以保障。