BIM技術在橋梁建造中的應用

一、BIM技術概況

隨著BIM技術的快速發(fā)展，其對道橋項目的優(yōu)勢也日益凸顯。利用BIM技術把傳統(tǒng)的二維圖紙轉換為三維模型，讓道橋項目的最終完成效果可以更加直觀清晰地展現(xiàn)出來，實現(xiàn)了較好的三維交互性。施工中運用智慧建造管理平臺對項目進行推演及進度、質量、安全管控等應用，可以及早發(fā)現(xiàn)項目實施過程中可能存在的問題并及時解決，進一步保障了道橋項目的推進，對項目管理給予了很大的幫助。下面具體介紹一下BIM技術在文峰北橋項目中的應用。

二、文峰北橋工程概況

文峰北路提升改造工程起位于魏都區(qū)俎莊環(huán)島，起點樁號K0+000，終點與彭花公路(省道319線)交叉，交點終點樁號K14+690. 769，全長14.691公里。其中文峰北橋由四部分獨立橋梁和一段路基組成，即左側人行橋梁+小樁號側行車道橋梁+ 行車道路基+大樁號側行車道橋梁+右側人行橋梁。上部結構采用裝配式預應力混凝土空心板及鋼筋混凝土空心板結構，下部結構采用圓柱形墩，單排樁基礎；橋臺結構形式主要有扶壁式臺，樁基礎。

三、BIM技術應用目標

1、實現(xiàn)信息協(xié)同與復核設計成果，保障圖紙質量；

2、實現(xiàn)項目隱藏信息三維可視化，加快理解和溝通速度；

3、實現(xiàn)施工方案的可視化模擬，提高施工效率；

4、管理預制構件，提高預制構件信息溝通效率，減少預制構件從制作到安裝過程中不必要的損耗；

5、實現(xiàn)信息共享和管理協(xié)同，促進項目管理模式轉型升級。

四、BIM技術在文峰北橋項目中的具體應用

1、參數(shù)化模型搭建與模型信息的提取

道橋項目一般異形構件較多，需要進行自建族的情況也較多，相比常規(guī)土建項目更耗時。模型前期需提前根據(jù)圖紙生成控制點路徑，在帶有高程的路徑上利用dynamo程序進行模型搭建，大大提高了建模效率。建模過程中，不同部位構件的搭建，我們也盡可能地進行參數(shù)化構件繪制，形成可調(diào)節(jié)參數(shù)庫，方便以后項目構件搭建取用。

模型建成后，我們利用dynamo程序自動提取了橋梁支座的坐標，幫助施工人員對支座的位置進行準備定位與復核。改變了施工人員原有采用CAD加手算的計算方式，大大減小了施工人員的工作量。

支座位置示意圖▲

支座坐標數(shù)據(jù)▲

2、模型信息加工-楔形鋼板兩端高度的計算

楔形鋼板兩端高度計算一直是一個比較麻煩的事情，通過BIM技術，結合對支座坐標數(shù)據(jù)的分析，使用下列公式在Excel里面自動對楔形鋼板兩端高度進行計算。

楔形鋼板一端高度=楔形鋼板厚度±（支座高度1-支座高度2）/支座間距*楔形鋼板長度/2

有了準確的楔形鋼板高度數(shù)據(jù)，我們就不必擔心楔形鋼板不貼合的問題，在實際施工中更有利于對高度區(qū)間進行控制，還可以快速統(tǒng)計出不同規(guī)格的楔形鋼板數(shù)量，提高現(xiàn)場人員工作效率。

3、輔助圖紙會審

在施工準備階段，模型搭建完成后，可以利用navisworks軟件進行碰撞檢查，并直接通過軟件生成碰撞報告，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間的碰撞點。在圖紙會審階段，將問題反饋給設計院，對于重大設計錯誤進行修正。避免了后期因為碰撞問題產(chǎn)生的工期延誤及返工等情況，提高了設計質量，也在一定程度上節(jié)約了成本。

碰撞檢查▲

圖紙會審現(xiàn)場▲

4、構件信息快速添加

在項目施工過程中，現(xiàn)場人員很難將工程信息實時添加到模型中來記錄，而傳統(tǒng)的記錄工作又比較繁瑣。利用BIM技術，現(xiàn)場人員通過掃碼去記錄每個構件的工程信息，實現(xiàn)了信息實時添加不缺漏，所有信息將上傳到后臺數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一保存，既保證了信息添加的及時性，又保證了上傳數(shù)據(jù)的安全性。

模型構件信息添加▲

5、構件、節(jié)點快速出圖

通過精確建模，可實時提供橋梁任意角度、任意剖面和不同構件節(jié)點的二維圖及三維圖紙，便于現(xiàn)場準確理解設計意圖，高效進行施工放樣和技術交底。

預制構件快速出圖▲

6、場地布置

三維場布模擬提前驗證臨建場區(qū)布置方案，提高了場地布置的科學合理性和土地利用率，規(guī)范了生活區(qū)辦公區(qū)廠容廠貌，可以有效杜絕各類安全隱患，保證了工程順利施工，為施工單位帶來了良好的效益。

三維場布模擬▲

7、交通方案模擬

VISSIM作為平面交叉口分析與改善設計的有效工具,我們借助它能夠分析多種約束條件下的機動車運行狀況，能對平面交叉口的機動車、自行車、行人等運行情況進行實時仿真。同時還能輸出各種交通評價參數(shù)，如平均延誤、平均排隊長度、平均車速等。實現(xiàn)了對各種交叉口改善方案進行對比分析，從而得到最優(yōu)方案。

8、人行道部分安裝模擬

在施工預拼裝管理環(huán)節(jié)采用BIM技術對模型構件進行虛擬預拼裝分析，通過模型或者輸出報表等方式查看拼裝誤差，在地面完成偏差調(diào)整，可以有效降低預拼裝成本，提高裝配效率。

9、構建三維地質模型

通過構建三維地質模型，再進行工程開挖三維漫游，可便捷地觀察地表以下巖土體分布特征，進而分析工程穿越時的地質情況，并提出相應工程處理措施。同時三維數(shù)字模型的一大特點是直觀，可多視角分層次地觀察和分析研究對象。除此之外，地質BIM模型可方便的進行地層分層剝離展示，包括任意斷面和角度的空間剖切、二維斷面成圖等。

任意剖切成圖▲

五、應用總結

BIM技術作為新生技術在一定程度上助力了道橋項目的施工和管理，利用BIM模型作為紐帶進行協(xié)同總控，提前發(fā)現(xiàn)并解決問題，提高了施工效率。基于BIM模型進行方案可視化交底、交通仿真、專業(yè)協(xié)調(diào)等分析應用，優(yōu)化了設計成果，減少了安全隱患，節(jié)約了成本。通過BIM施工項目管理平臺，可以實現(xiàn)職責明確分工、文檔集中管理、進度實時查看、現(xiàn)場問題及時追蹤與解決。相信隨著BIM技術的進一步發(fā)展，我們在市政路橋項目上應用會越來越廣泛與深入。

（責任編輯：奚雅青）