BIM技術(shù)在橋梁建造中的應(yīng)用

一、BIM技術(shù)概況

隨著BIM技術(shù)的快速發(fā)展，其對(duì)道橋項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)也日益凸顯。利用BIM技術(shù)把傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型，讓道橋項(xiàng)目的最終完成效果可以更加直觀清晰地展現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)了較好的三維交互性。施工中運(yùn)用智慧建造管理平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行推演及進(jìn)度、質(zhì)量、安全管控等應(yīng)用，可以及早發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過程中可能存在的問題并及時(shí)解決，進(jìn)一步保障了道橋項(xiàng)目的推進(jìn)，對(duì)項(xiàng)目管理給予了很大的幫助。下面具體介紹一下BIM技術(shù)在文峰北橋項(xiàng)目中的應(yīng)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(diǎn)樁號(hào)K0+000，終點(diǎn)與彭花公路(省道319線)交叉，交點(diǎn)終點(diǎn)樁號(hào)K14+690. 769，全長14.691公里。其中文峰北橋由四部分獨(dú)立橋梁和一段路基組成，即左側(cè)人行橋梁+小樁號(hào)側(cè)行車道橋梁+ 行車道路基+大樁號(hào)側(cè)行車道橋梁+右側(cè)人行橋梁。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土空心板及鋼筋混凝土空心板結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)采用圓柱形墩，單排樁基礎(chǔ)；橋臺(tái)結(jié)構(gòu)形式主要有扶壁式臺(tái)，樁基礎(chǔ)。

三、BIM技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)

1、實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同與復(fù)核設(shè)計(jì)成果，保障圖紙質(zhì)量；

2、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目隱藏信息三維可視化，加快理解和溝通速度；

3、實(shí)現(xiàn)施工方案的可視化模擬，提高施工效率；

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

5、實(shí)現(xiàn)信息共享和管理協(xié)同，促進(jìn)項(xiàng)目管理模式轉(zhuǎn)型升級(jí)。

四、BIM技術(shù)在文峰北橋項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

1、參數(shù)化模型搭建與模型信息的提取

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

模型建成后，我們利用dynamo程序自動(dòng)提取了橋梁支座的坐標(biāo)，幫助施工人員對(duì)支座的位置進(jìn)行準(zhǔn)備定位與復(fù)核。改變了施工人員原有采用CAD加手算的計(jì)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(biāo)數(shù)據(jù)▲

2、模型信息加工-楔形鋼板兩端高度的計(jì)算

楔形鋼板兩端高度計(jì)算一直是一個(gè)比較麻煩的事情，通過BIM技術(shù)，結(jié)合對(duì)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)的分析，使用下列公式在Excel里面自動(dòng)對(duì)楔形鋼板兩端高度進(jìn)行計(jì)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(zhǔn)確的楔形鋼板高度數(shù)據(jù)，我們就不必?fù)?dān)心楔形鋼板不貼合的問題，在實(shí)際施工中更有利于對(duì)高度區(qū)間進(jìn)行控制，還可以快速統(tǒng)計(jì)出不同規(guī)格的楔形鋼板數(shù)量，提高現(xiàn)場(chǎng)人員工作效率。

3、輔助圖紙會(huì)審

在施工準(zhǔn)備階段，模型搭建完成后，可以利用navisworks軟件進(jìn)行碰撞檢查，并直接通過軟件生成碰撞報(bào)告，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間的碰撞點(diǎn)。在圖紙會(huì)審階段，將問題反饋給設(shè)計(jì)院，對(duì)于重大設(shè)計(jì)錯(cuò)誤進(jìn)行修正。避免了后期因?yàn)榕鲎矄栴}產(chǎn)生的工期延誤及返工等情況，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，也在一定程度上節(jié)約了成本。

碰撞檢查▲

圖紙會(huì)審現(xiàn)場(chǎng)▲

4、構(gòu)件信息快速添加

在項(xiàng)目施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)人員很難將工程信息實(shí)時(shí)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(shù)，現(xiàn)場(chǎng)人員通過掃碼去記錄每個(gè)構(gòu)件的工程信息，實(shí)現(xiàn)了信息實(shí)時(shí)添加不缺漏，所有信息將上傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一保存，既保證了信息添加的及時(shí)性，又保證了上傳數(shù)據(jù)的安全性。

模型構(gòu)件信息添加▲

5、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)快速出圖

通過精確建模，可實(shí)時(shí)提供橋梁任意角度、任意剖面和不同構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的二維圖及三維圖紙，便于現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)意圖，高效進(jìn)行施工放樣和技術(shù)交底。

預(yù)制構(gòu)件快速出圖▲

6、場(chǎng)地布置

三維場(chǎng)布模擬提前驗(yàn)證臨建場(chǎng)區(qū)布置方案，提高了場(chǎng)地布置的科學(xué)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(chǎng)布模擬▲

7、交通方案模擬

VISSIM作為平面交叉口分析與改善設(shè)計(jì)的有效工具,我們借助它能夠分析多種約束條件下的機(jī)動(dòng)車運(yùn)行狀況，能對(duì)平面交叉口的機(jī)動(dòng)車、自行車、行人等運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。同時(shí)還能輸出各種交通評(píng)價(jià)參數(shù)，如平均延誤、平均排隊(duì)長度、平均車速等。實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種交叉口改善方案進(jìn)行對(duì)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(yù)拼裝管理環(huán)節(jié)采用BIM技術(shù)對(duì)模型構(gòu)件進(jìn)行虛擬預(yù)拼裝分析，通過模型或者輸出報(bào)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(yù)拼裝成本，提高裝配效率。

9、構(gòu)建三維地質(zhì)模型

通過構(gòu)建三維地質(zhì)模型，再進(jìn)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(jìn)而分析工程穿越時(shí)的地質(zhì)情況，并提出相應(yīng)工程處理措施。同時(shí)三維數(shù)字模型的一大特點(diǎn)是直觀，可多視角分層次地觀察和分析研究對(duì)象。除此之外，地質(zhì)BIM模型可方便的進(jìn)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(yīng)用總結(jié)

BIM技術(shù)作為新生技術(shù)在一定程度上助力了道橋項(xiàng)目的施工和管理，利用BIM模型作為紐帶進(jìn)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(jìn)行方案可視化交底、交通仿真、專業(yè)協(xié)調(diào)等分析應(yīng)用，優(yōu)化了設(shè)計(jì)成果，減少了安全隱患，節(jié)約了成本。通過BIM施工項(xiàng)目管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)職責(zé)明確分工、文檔集中管理、進(jìn)度實(shí)時(shí)查看、現(xiàn)場(chǎng)問題及時(shí)追蹤與解決。相信隨著BIM技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們?cè)谑姓窐蝽?xiàng)目上應(yīng)用會(huì)越來越廣泛與深入。

（責(zé)任編輯：奚雅青）