BI M技术在不等跨独塔钢箱梁斜拉桥转体施工中的应用

秦定松

(中铁一局集团桥梁工程有限公司，重庆401121)

1 工程概况

襄阳市东西轴线是襄阳城市“一心四城”的空间布局结构中联系樊城与东津新城中心区最为便捷的交通大通道。本项目为清河路段东西轴线上跨铁路桥工程，桥位处铁路线为直线段，与既有铁路交角为90°。主桥孔跨布置为（60+90）m独塔钢箱梁斜拉桥，采用盖梁跨中转体施工工艺。钢箱梁为等高箱梁，梁高3.01 m，箱梁顶宽34.5 m，底宽13.32 m。桥塔为矩形钢结构箱梁截面，高35 m，尺寸为5.04 m×2.80 m。墩身采用门式墩结构，其横梁为预应力横梁，采用分离式承台。转体系统采用钢球铰，吨位为6 000 t。斜拉索为单索面单排索的布置，主跨、边跨均布置9根斜拉索，纵向非对称布置，塔端为锚固端锚具，梁端为张拉端锚具[1]。

2 BI M技术简述

BIM技术是以三维模型为基础，提供多接口数据平台，完成全周期各方数据集成，赋予三维模型除几何信息以外的参数、成本、进度等更多的数据信息，实现全周期的管理需要。所以BIM技术的核心在信息集成，而非模型建立；在信息使用，而非模型使用。

施工阶段是工程项目一个重要的实施阶段，是实现设计意图、完善模型信息的关键阶段。近年来，BIM技术在桥梁施工阶段的主要应用多为数字化三维建模、场地布置、图纸审核、动画展示、碰撞检测等技术应用。本项目通过建立三维数字模型，结合BIM管理平台实现项目BIM技术及管理应用，强化了前期策划及过程管控，更好地辅助项目做好施工管理工作。

项目前期通过建立BIM三维数字模型，并合理匹配工程进度计划、过程管理目标等信息，过程中通过BIM管理平台及时反馈施工进度、安全、质量等信息，实现信息收集及过程管控。在技术应用阶段主要是建立三维模型辅助图纸审核、三维可视化交底、施工工艺模拟、方案比选、碰撞检查[2]等实现桥梁施工过程中的建筑信息可视化表达、施工工序优化、增加沟通效率、明确施工控制要点及风险点。过程中借助BIM管理平台的问题反馈、点对点整改、进度预警等实现过程安全、质量及进度管控、预警，实时形成项目管理数据整合，更好地指导项目施工安排及决策。

3 BI M技术应用

通过BIM技术实现桥梁施工阶段数据信息的可视化，能够有效避免施工前的各项隐患，直观展示施工过程各环节的关键信息，充分实现模型信息技术优化施工方案过程，同时能有效地促进工程项目形象化的发展。桥梁施工模型如图1所示。

图1 桥梁施工模型

3.1 辅助图纸审核

本桥箱梁及桥塔均采用钢结构加工制造，内部结构复杂，设计图纸易产生构件位置交叉冲突。运用BIM技术建立三维精细化模型，模拟节段划分、构件组拼，通过碰撞检查找到存在交叉冲突的构件，如图2所示，发现图纸交叉问题60处，有效地避免了钢梁制造加工错误、返工等问题，避免材料浪费，节约工期。

图2 构件交叉冲突

3.2 碰撞检查

本桥采用盖梁墩顶转体，盖梁荷载较大，设计有预应力，预应力管束的精确定位直接影响结构受力。运用BIM技术建立盖梁混凝土、钢筋及预应力管束模型，并在碰撞软件中精确组拼，生成节点位置3D碰撞报告。积极将问题反馈至设计单位修正，合理优化钢筋、预应力布置，确保结构受力满足设计要求。

3.3 三维可视化交底

运用BIM三维模型对细部结构进行可视化展示，如图3所示。增加现场作业人员的沟通效率，快速高效高质量地完成技术交底工作。

图3 钢结构拼装线型调整构造

3.4 施工工艺模拟

本项目钢结构拼装工位距离既有营业线仅3.8 m，同时地下有既有污水、通信、燃气、电力等管线及泵站、车库等设施，周边环境较为复杂、场地狭小，大吨位钢结构吊装安全风险高。运用BIM技术模拟现场施工条件、节段及机械，展示机械进出、站位及吊装工况，如图4所示。比选确认机械选型、最不利工况吊装等，超前模拟施工过程，明确重点及难点，从而更好地指导现场实施。

图4 吊机吊装施工过程模拟

4 BI M管理应用

基于公司自有BIM平台进行管理应用，通过进度计划、安全质量闭合环路、物料清单分析、二维码信息管理实现过程可视化数据信息充分应用，有效提升施工过程精细化管理水平。

4.1 进度管理

依据既定施工计划，在平台导入施工计划，过程中通过手机端实时输入现场完成情况，平台自动生成日、周、月、季度等完成情况，并与进度计划对比，适时推送至主要管理人员手机端，即时掌握现场施工进度滞后或正常等情况，帮助项目管理人员更好地做决策。

4.2 安全质量管理

BIM模型按桥梁分部分项工程、施工节段划分单元，形成单元库，并挂接至手机端。平台内置安全质量检查记录表，现场管理过程中发现问题后，按施工部位拍照上传，描述问题后指定专人限期整改。由专人完成整改后，平台提示项目管理人员验收整改情况，形成安全质量管理闭合，更好地把控现场施工安全质量。同时平台自动生成周、月、季度等问题库，警示教育。

4.3 物料清单分析

项目管理人员在手机端录入物料收发记录，对物料收发料明细分析、汇总分析，即时动态更新，客观、真实、准确地反映收发料情况，按时间、材料、供应商、来源、偏差等多视角组合分析，支撑实际采购、实际到货、实际发料分析，为采购计划、资金计划、用料安排、工程进度等提供精准数据支持。

4.4 二维码管理

在BIM平台对构件信息采集自动生成二维码，摆放至相应位置，结合场地漫游功能，直观地展示构件参数、施工时间等信息。

5 结语

通过将BIM技术应用于襄阳市东西轴线道路工程上跨铁路桥，消除了钢梁复杂构件的冲突问题、确保了转体球铰安装精度、为狭小空间下钢结构的精确吊装提供参考依据、避免钢筋与预应力管束碰撞导致返工带来的人、材、机等资源的浪费，全面提高了项目的施工质量和安全管理水平，在BIM技术的成功应用下，实现了全国首创全钢独塔非对称斜拉桥盖梁墩顶精度吊装及转体，同时取得了良好的社会效益及经济效益。