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李輝石家莊市交通貨運(yùn)局鐵路勘測設(shè)計(jì)院

摘要：結(jié)合某橋梁安裝工程，具體剖析了橋墩施工管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用。相關(guān)研究闡明，利用BIM技術(shù)爭創(chuàng)三維橋梁施工模型、模擬施工方案、開展碰撞測試以及推行4D施工進(jìn)度管理，才能明顯提高渡槽安裝工程施工效率。

關(guān)鍵詞：上承式箱形橋墩;施工管理;BIM技術(shù);

作者簡介：李輝（1986—），男，安裝工程師，從事鐵路設(shè)計(jì)工作。;

0序言

BIM技術(shù)是一種數(shù)字化、信息化的三維虛擬仿真技術(shù)，將該技術(shù)應(yīng)適于橋梁施工管理中，就能可視化展現(xiàn)三維橋梁施工模型，實(shí)現(xiàn)各承建方在建筑信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享，為協(xié)同管理施工過程、加快施工進(jìn)度提供有力支撐。

1安裝工程概況

某橋梁安裝工程為上承式箱形橋墩，全長124.08m，主跨86m，主拱軸線為懸鏈線，拱軸系數(shù)為1.5。路面厚度22m，設(shè)計(jì)行車速率60km/h，使用期限100年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。渡槽主拱橋選用重型拱架，斷面方式為單箱四室截面；拱上立柱選用兩柱排架式結(jié)構(gòu)，立柱上方設(shè)墊墻；大橋和拱上引橋選用箍筋水泥空心板，板厚40cm；山墻為箍筋水泥結(jié)構(gòu)，設(shè)26m實(shí)腹段，輔以懸臂板，厚為40cm；上部結(jié)構(gòu)為雙柱墩接擴(kuò)大基礎(chǔ)。本安裝工程在施工階段選用BIM技術(shù)輔助舉行施工管理，取得了良好的管理效益。

2渡槽施工管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用2.1BIM建模

本安裝工程運(yùn)用BIM技術(shù)爭創(chuàng)三維橋梁施工模型，建模步驟為主拱、主梁、橋臺(tái)、橋墩結(jié)建立模→鋼拱托架、施工索塔建模→場地建模，本文重點(diǎn)介紹主體結(jié)構(gòu)模型和鋼拱架施工模型的建立。

2.1.1主體結(jié)構(gòu)模型

利用Revit硬件中“整體→局部”的定位方法，拼裝方式為零件→構(gòu)件→部件→裝配。在主體結(jié)構(gòu)模型位置控制中，選用定位軸線和高程的控制方法，在族樣板功能上構(gòu)建鋼梁組，包括過梁、橋墩、橋臺(tái)、橋面板、樁基礎(chǔ)鋼梁，以搭拼插拼裝的形式，將各個(gè)屋架模型添加到整體模型中，再調(diào)整標(biāo)高、軸線、相對(duì)位置，爭創(chuàng)出整體渡槽模型[1]。

2.1.2鋼拱架施工模型

本安裝工程選用輕工字鋼拱架結(jié)構(gòu)，在拱架上對(duì)箱形主拱橋澆注水泥。鋼拱架選用懸鏈線，兩拱腳鉸中心的跨度為82.31m，相應(yīng)矢高15.13m；本安裝工程鋼拱架部位未設(shè)預(yù)拱度，為方便施工，要預(yù)留出布置底模版、調(diào)整拱橋、墊塊所需的凈空，為11.5m；鋼拱架斷面包括基本節(jié)段5道，連接系4組，確立起三維橋梁施工模型[2]。

2.2施工方案模擬2.2.1鋼拱架的施工方案

(1）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段制做鋼拱架，主拱頂為多段線，通過對(duì)縱向墊木的相對(duì)標(biāo)高優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)生鋼拱盔，并將短曲軸設(shè)置在多段線折點(diǎn)處，以加強(qiáng)連結(jié)[3]。

(2）推算縱向屋架片數(shù)目，鋼拱架縱向連結(jié)輔以連接型鋼和標(biāo)準(zhǔn)套筒螺絲等鋼梁；在拱腳處安裝鉸支座，在砂筒上設(shè)施工字鋼分配梁支承，增加分配梁拆裝難度。

(3）起吊作業(yè)前預(yù)拼拱架，檢測加坯料的規(guī)格、折線段拐角是否符合設(shè)計(jì)要求、各鋼梁是否具有可連結(jié)性，在木托架上條紋拱架。按照拱架分段節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化確定木托架座標(biāo)，將前后相鄰段的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)條紋到每位分段的前后端，條紋后檢測前后端的連結(jié)狀況。

2.2.2鋼拱架施工方法

(1）運(yùn)用Revit模擬施工工序，施工0#、7#橋墩和基礎(chǔ)，1#、6#橋墩和基礎(chǔ)，2#、5#大橋和拱座。

(2）運(yùn)用Revit模擬索塔施工，拉索對(duì)稱起吊0#、1#、7#、8#階段，產(chǎn)生鋼拱架。

(3）根據(jù)次序起吊鋼拱架的各個(gè)節(jié)段，次序?yàn)?#、3#、5#、6#，然后再起吊合龍鋼拱架。

(4）現(xiàn)澆水泥，根據(jù)橫向分環(huán)、縱向分段的形式澆注拱橋，保證縱向與橫向?qū)ΨQ；選用分階段澆注的形式，澆注拱腳、墊梁、拱上立柱和實(shí)腹段[4]。

(5）在現(xiàn)澆墩身板起吊中，對(duì)起吊每跨最后邊的2塊實(shí)體板，輔以對(duì)稱起吊模式，再對(duì)后面起吊的實(shí)體板讀取2塊板，完成全橋的對(duì)稱起吊。

(6）撤除鋼拱架上的節(jié)段、纜索和施工索塔，輔以對(duì)稱撤除的形式。

2.3碰撞檢測

在施工前，運(yùn)用BIM技術(shù)檢測主體結(jié)構(gòu)中各鋼梁之間、構(gòu)件與主體之間的碰撞狀況。傳統(tǒng)的碰撞檢測還要人工自動(dòng)檢測多張圖紙，很難發(fā)覺掩藏的問題。而選用Navisworks硬件舉行碰撞檢測，才能直觀展示碰撞狀況，輸出檢測結(jié)果。在Revit中構(gòu)建三維信息模型，將三維信息導(dǎo)出Navis?works中，打開硬件中的ClashDetective模塊，自定義相關(guān)設(shè)置，手動(dòng)完成碰撞測試[5]。

2.3.1橋梁鋼梁結(jié)構(gòu)碰撞測試

橋梁結(jié)構(gòu)中的主拱橋設(shè)計(jì)選用懸鏈線，懸鏈線與施工鋼拱托架存在縫隙，不容許三者之間發(fā)生沖突[6]。在施工前要運(yùn)用ClashDetective模塊檢測兩部份是否發(fā)生碰撞，本安裝工程中兩個(gè)主體的檢測結(jié)果顯示未發(fā)生碰撞，闡明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

2.3.2鋼拱托架碰撞測試

鋼拱架施工要選用多個(gè)臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)，在施工中預(yù)留出一定范圍的施工作業(yè)面，滿足施工活動(dòng)需求。在鋼拱架起吊時(shí)，要用拉索依次起吊各個(gè)節(jié)段，保證各個(gè)節(jié)段不會(huì)與主體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞[7]。對(duì)上述內(nèi)容舉行碰撞測試，運(yùn)用Navisworks硬件選用臨時(shí)搭設(shè)的拉索、索塔、主體結(jié)構(gòu)作為測試對(duì)象，按照檢查結(jié)果顯示，本安裝工程拉索與水泥2#大橋存在沖突，沖突部份以高亮色調(diào)直觀展示。測試到碰撞信息后，用批閱工具做好該部位摘記，上報(bào)到技術(shù)人員進(jìn)行查看并作出調(diào)整。

2.4施工進(jìn)度管理

在本安裝工程的施工管理中利用BIM技術(shù)舉行4D進(jìn)度管理，在原先3D施工模擬中引進(jìn)時(shí)間維度，推行施工信息模型與時(shí)間進(jìn)度之間的關(guān)系，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示渡槽施工隨時(shí)間變化而更新的通車狀況道路橋梁工程技術(shù)，為施工組織安排提供依照。4D進(jìn)度管理選用Navisworks硬件，該硬件才能對(duì)接Revit、Auto?CAD硬件，獲取安裝工程的幾何數(shù)據(jù)信息。

2.4.1施工進(jìn)度圖表

在本安裝工程的施工管理中，將Revit中的橋梁結(jié)構(gòu)信息、施工信息導(dǎo)出Navisworks硬件中，打開TimeLiner工具，關(guān)聯(lián)施工模型與日期的關(guān)系，擬定施工工序、拆除工序，

直接顯示計(jì)劃開始時(shí)間、計(jì)劃結(jié)束時(shí)間、實(shí)際開始時(shí)間、實(shí)際結(jié)束時(shí)間和任務(wù)類別，并顯示計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度的誤差，生成施工進(jìn)度圖表。

2.4.2施工進(jìn)度與費(fèi)用信息

TimeLiner工具按照橋梁安裝工程實(shí)際狀況健全施工進(jìn)度表，同步自定義材料、人工、設(shè)備、分包商成本等費(fèi)用數(shù)據(jù)，由TimeLiner工具手動(dòng)估算出各個(gè)施工階段的總費(fèi)用，生成橫道圖，以便項(xiàng)目部提早規(guī)劃施工進(jìn)度，強(qiáng)化費(fèi)用控制。在各個(gè)施工階段，項(xiàng)目部運(yùn)用TimeLiner工具可視化展示施工實(shí)時(shí)進(jìn)度，同步顯示對(duì)應(yīng)階段的費(fèi)用信息數(shù)據(jù)[8]。

2.4.3漫畫展示施工場景

(1）在施工管理中，運(yùn)用TimeLiner工具中的Scripter模塊激活施工中的漫畫場景，滿足漫游操作需求。Scripter模塊提供熱點(diǎn)、計(jì)時(shí)器、變量、碰撞等觸發(fā)功能，確立起視點(diǎn)與模型的位置關(guān)系，使虛擬人物可以站在任一點(diǎn)位觀察當(dāng)前安裝工程量建成的可視化模型。

(2）在施工管理中，運(yùn)用TimeLiner工具中的Animator工具，對(duì)橋墩建立漫畫自定義，將其設(shè)置為場景中的漫畫對(duì)象，在時(shí)間軸的不同點(diǎn)構(gòu)建鋼梁的關(guān)鍵幀，用關(guān)鍵幀表示鋼梁位置、角度、尺寸等幾何特征信息，以時(shí)間軸為主線生成漫畫，展示場景漫畫的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，為調(diào)整施工進(jìn)度提供依照。

3結(jié)語

橋墩安裝工程施工管理要注重新技術(shù)的應(yīng)用，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工管理方式的創(chuàng)新，填補(bǔ)了傳統(tǒng)施工管理方法的好處。因而在基于BIM技術(shù)的施工管理中，施工方要爭創(chuàng)三維渡槽施工模型，利用BIM技術(shù)的多種硬件功能進(jìn)行碰撞測試和施工進(jìn)度管理，為優(yōu)化調(diào)整施工方案提供信息支持，實(shí)現(xiàn)可視化施工管理。

參考文獻(xiàn)

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