畢張龍

摘 要：渝黔夜郎河大橋是渝黔鐵路重點控制性工程，貫入式大體積嵌巖拱座基礎(chǔ)屬世界首例，大橋施工難度大，圖紙復(fù)雜，大橋在施工中采用BIM技術(shù)實現(xiàn)了施工圖深化設(shè)計，材料精細化管理，三維技術(shù)交底，可視化方案研討，質(zhì)量安全實時監(jiān)控，施工進度模擬，施工仿真模擬，施工信息管理等多方面的價值，節(jié)約了工期和成本。本文主要介紹渝黔夜郎河大橋BIM實施技術(shù)路線，以及取得的技術(shù)應(yīng)用成果。

關(guān)鍵詞：BIM;橋梁;技術(shù)應(yīng)用;管理

一、項目概況

（一）橋梁概況

夜郎河特大橋位于遵義市桐梓縣境內(nèi)，大橋跨越夜郎河溝谷地形、習(xí)新公路，為客貨共線雙線鐵路，線間距為5米，其全長1120.8m，設(shè)計時速為200km/h，是渝黔鐵路重點控制性工程之一。

（二）工程特點

橋址區(qū)屬于低山構(gòu)造剝蝕溝谷地貌，軌道頂面至溝底相對高差210m，拱座基礎(chǔ)離溝底120m。其中主橋采用1跨370m上承式鋼筋混凝土X形提籃式拱橋，引橋部分采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，拱上孔跨布置采用鋼混結(jié)合梁。貫入式大體積嵌巖拱座基礎(chǔ)屬世界首例，最大跨徑提籃式剛構(gòu)混凝土拱橋。

二、BIM實施技術(shù)路線

軟件平臺：主要采用CATIA地形地質(zhì)建模、橋梁構(gòu)件幾何建模、模型組裝、信息附加。DELMIA進行勁性骨架吊裝順序安排，吊裝工藝的模擬，方案優(yōu)化，BIM施工管理平臺，進行進度、質(zhì)量、安全等的管控。

主要流程：信息建?！Ｐ蜕罨^程仿真→項目管理

BIM在本項目上的運用主要分為設(shè)計翻模階段、項目信息錄入階段及BIM平臺現(xiàn)場運用階段。

設(shè)計翻模階段主要是依靠CATIA進行現(xiàn)場地形地貌的模擬、設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)的模型建立，完成設(shè)計構(gòu)想的初步三維模型。

項目信息錄入主要是CATIA進行相關(guān)附加信息的錄入，比如節(jié)段的劃分和編號等;利用DELMIA進行吊裝工藝的模擬，找出節(jié)段吊裝重心、吊點布置等進行方案優(yōu)化。

BIM技術(shù)運用主要是依靠二次開發(fā)的平臺進行項目施工安全、質(zhì)量、進度等相關(guān)管理工作的管控，可以進行模擬吊裝工藝進行三維可視化交底、提取管端坐標用于測量及監(jiān)控、工程量復(fù)核等相關(guān)運用。

BIM在本項目應(yīng)用主要包括：節(jié)段施工工藝仿真、施工人機料、關(guān)鍵節(jié)點施工仿真、吊點位置的優(yōu)化、施工工期預(yù)警機制、質(zhì)量安全控制。

三、BIM技術(shù)應(yīng)用成果

（一）施工圖深化設(shè)計

BIM的特點在于利用三維可視化，前期對照圖紙建立模型，進行碰撞檢查，優(yōu)化工程設(shè)計，減少在施工階段由于圖紙錯誤和方案不合理造成返工和損失的可能性。最后技術(shù)人員利用優(yōu)化后的三維模型，進行三維施工交底、施工動畫模擬，減少施工工期，同時提高了與業(yè)主溝通的能力。如果碰撞問題提前發(fā)現(xiàn)并解決，為項目帶來的效益是非?？捎^：節(jié)約成本、減少返工、加快施工進度。

1、通過BIM模型發(fā)現(xiàn)勁性骨架斜腹桿上螺栓孔中心與N3板上預(yù)留孔中心不重合，偏差在2.55mm至18.77mm，導(dǎo)致節(jié)點板與平聯(lián)斜桿無法準確連接。對此采取提前糾偏，修正預(yù)留孔位置?？孜徽`差圖如下：

2、通過碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)鋼混結(jié)合梁，B-N1隔板與G2-N5、G4-N5水平加勁肋的碰撞等多處，存在嚴重碰撞干涉現(xiàn)象，借助BIM技術(shù)，提前對存在問題的地方進行開孔調(diào)整，大大減少了因設(shè)計中存在的錯漏碰等問題造成的項目返工，窩工等現(xiàn)象。碰撞圖如下：

3、通過對模型中平連桿長度量取，發(fā)現(xiàn)其中47根平連桿長度與設(shè)計圖紙中的下料表存在偏差，最大偏差為15cm，通過BIM技術(shù)，提前發(fā)現(xiàn)問題，減少了材料浪費，同時避免了返工浪費的工期。

（二）材料精細化管理

添加完屬性的BIM模型導(dǎo)入到BIM施工管理平臺后，結(jié)合施工工藝要求和進度安排，輸出相應(yīng)的工程量匯總表，快速準確的完成大橋工程量提取、統(tǒng)計及分析工作，配合項目部制定材料采購計劃、進行限額領(lǐng)料管理，實現(xiàn)了材料的精細化管理，確保項目成本受控。

（三）三維技術(shù)交底，可視化方案研討

1、對橋梁重難點施工工藝進行可視化方案研討，形成三維交互式指導(dǎo)材料。利用BIM可視化技術(shù)，對外包混凝土施工方案進行會議研討，形成三維交互式的混凝土澆筑方案。外包混凝土分為一個現(xiàn)澆段，3個工作面;現(xiàn)澆段分3次澆筑完成，每個工作面按底板分5次澆筑完成，腹板分6次澆筑完成，頂板分6次澆筑完成，并用不同的顏色加以區(qū)分。三維分段圖如下：

2、在項目實施過程中，BIM小組配合項目領(lǐng)導(dǎo)班組通過BIM模型制定出切實可行的主拱圈注漿管布置，紫色為首選注漿管布置方案，紅色和和綠色為備用注漿管布置方案，并制定出注漿管的走線選擇與注漿位置，以保證注漿的順利進行。注漿管三維布置圖如下：

（四）質(zhì)量安全實時監(jiān)控

夜郎河雙線特大橋施工過程中，存在的風(fēng)險源較多，如高空作業(yè)，模板吊裝等，同時，項目施工過程中，面臨項目參與方協(xié)同工作效率低，質(zhì)量安全處理不及時等現(xiàn)象，為此，借助 BIM施工管理平臺，上次照片并且記錄現(xiàn)場情況，通過平臺比對模型部位進行質(zhì)量安全管理，實現(xiàn)安全管理有劇可查。以圖片和人員錄入信息的形式在模型中展現(xiàn)現(xiàn)場和處理過程情況，協(xié)助生產(chǎn)人員對質(zhì)量安全問題進行直觀管理。模型導(dǎo)入平臺圖如下：

（五）施工進度

利用BIM技術(shù)，將橋梁的三維施工模型與施工計劃相結(jié)合，實現(xiàn)夜郎河雙線特大橋整個施工組織的數(shù)據(jù)三維可視化，并將三維可視化的模型與實際形象進度進行對比，實現(xiàn)對施工進度的實時監(jiān)控和分析。此外，通過施工進度模塊，可快速準確統(tǒng)計出計劃進度內(nèi)相關(guān)工程量并進行統(tǒng)計匯總，并生成相應(yīng)的施工例會匯報文件，提高了相關(guān)技術(shù)人員的工作效率。進度管理圖如下：

（六）施工仿真模擬，輔助勁性骨架吊裝

勁性骨架吊裝過程中，存在吊點位置難確定，骨架高空對接困難的問題。

1、吊點位置優(yōu)化

在首節(jié)勁性骨架吊裝過程中，發(fā)現(xiàn)因吊點位置選取不當，導(dǎo)致骨架吊裝無法到達設(shè)計角度，利用BIM仿真技術(shù)，重新計算并調(diào)整吊點位置，并對全橋骨架節(jié)段吊點位置進行優(yōu)化模擬，保證勁性骨架的安全、順利吊裝。

2、骨架高空對接方案調(diào)整

勁性骨架節(jié)段高空對接作業(yè)難度大，安全風(fēng)險高，施工過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場采用的內(nèi)法蘭對接方案，存在嚴重的缺陷，耗時費力，難以滿足工期要求，通過BIM技術(shù)，對對接方案進行優(yōu)化，調(diào)整為外法蘭對接，大幅度減小了勁性骨架高空對接的作業(yè)難度，并縮短了高空作業(yè)時間。對比圖如下：

四、結(jié)語

通過BIM技術(shù)在夜郎河雙線特大橋項目的應(yīng)用，實現(xiàn)了施工圖深化設(shè)計，材料精細化管理，三維技術(shù)交底，可視化方案研討，質(zhì)量安全實時監(jiān)控，施工進度模擬，施工仿真模擬，施工信息管理等多方面的價值，為橋梁的施工提供了許多技術(shù)支持，減少了因圖紙和溝通引起的返工，大大節(jié)省了施工工期和施工成本。

夜郎河雙線特大橋BIM技術(shù)應(yīng)用研究表明，BIM可以為橋梁工程施工提供有效的支持和幫助。本研究期望可以為提高大型、復(fù)雜橋梁工程設(shè)計和施工的效率和效益提供支持，同時為BIM技術(shù)在橋梁領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供參考，近年來隨著BIM技術(shù)的不斷完善和推廣，其被應(yīng)用的頻率越來越高，橋梁施工因結(jié)構(gòu)獨特，通用性低，BIM在橋梁應(yīng)用中主要表現(xiàn)在對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計等復(fù)雜結(jié)構(gòu)提供三維模擬，提高工程質(zhì)量、工作效率和管理水平。希望在以后的大型復(fù)雜橋梁施工項目上能組建專業(yè)的BIM團隊，進行模型分析，這樣能夠更好的施工，達到節(jié)約成本、縮短工期、提高質(zhì)量的目的，從而建造出高標準的橋梁。

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