“BIM+施工技術”在橋梁施工中的BIM探索和研究

“BIM+施工技術”在橋梁施工中的BIM探索和研究。各位工程施工管理同事對管理教材中“施工方信息管理手段的核心是實現工程管理信息化”這一理念一定不會陌生，信息技術作為當前重要科研方向，已經深刻融入到企業、項目的日常管理中。而BIM （建筑信息模型）技術作為信息化的重要一員，在可預見的施工管理發展中，未來必將成為建筑信息化的核心。

湖北路橋作為省內公路橋梁施工龍頭企業，持續致力于前沿施工建筑技術的科研探索和應用創新。通過信息中心的專題研發，結合項目施工的實踐應用，湖北路橋的“BIM+施工技術”在武穴長江公路大橋、棋盤洲長江公路大橋已經累計取得三項施工技術突破，積極踐行了BIM技術的科技創新與成果轉化應用。

1.“初出茅廬”，研究斜拉橋鋼錨梁深化設計

1.1案例簡介

武穴長江公路大橋為雙塔雙索面斜拉橋，北岸15#主塔上部結構高267.422m，塔柱采用空心薄壁箱型斷面，雙索面斜拉索每個索面26對高強鋼絲，索塔端采用鋼錨梁錨固，15#主塔設置4#～26#共23對鋼錨梁，鋼錨梁結構由錨梁和牛腿組成。

 鋼錨梁一般構造圖

鋼錨梁作為斜拉索的錨固端，其作用就是錨固斜拉索。武穴長江公路大橋斜拉索每個索面共104股高強鋼絲，每股鋼絲的空間位置均不相同，索塔端鋼錨梁空間位置和型鋼尺寸也隨著變化。因此，在武穴長江公路大橋上部結構施工管理中，如何工廠化精確預制鋼錨梁是關鍵環節。

1.2BIM+施工技術應用

2018年1月，BIM小組研究建立15#主塔鋼錨梁鋼錨梁和鋼牛腿三維模型，對施工圖紙深化設計。

小組人員在詳細理解了主塔、鋼錨梁、鋼牛腿、斜拉索施工圖的基礎上，通過Revit、Dynamo軟件將主塔、鋼錨梁、鋼牛腿、斜拉索轉換成精細化三維模型，分析各零件空間位置關系、分析型鋼打孔參數的緣由，對各施工圖參數分析歸納總結，提煉鋼錨梁各型鋼零件的加工參數和加工工藝。

鋼錨梁不斷變化的設計參數，是基于適應斜拉索空間位置變化的考慮，設計圖紙提供的型鋼打孔（空間斜孔）參數，是基于預留鋼套筒位置的考慮。我們可以將鋼錨梁理解成錨梁的N4、N5、N6、N7、N8鋼板和鋼套筒在主塔豎直面繞錨固點旋轉γ°角，然后在橋軸向豎直面繞錨固點旋轉（90-а）°角，“實心的套筒”將所有空間碰撞的型鋼打上斜孔。鋼錨梁預制過程中，以邊跨和中跨錨固點為基準，加工組裝所有型鋼零件，輔助理解鋼錨梁復雜空間結構。經Revit空間結構驗證，空間旋轉打孔位置和設計圖紙參數給定的打孔位置完全吻合。

型鋼打孔參數及BIM模型圖

鋼錨梁、斜拉索、主塔空間結構

經過本次深化設計，項目技術組與鋼結構預制加工廠家加強技術交流，結合研究結論深入剖析鋼錨梁設計意圖，成功幫助項目實現了零件工廠化加工及焊接拼裝的優化，提高了加工精度，為項目施工管理提質增效。

2.“小試牛刀”，研究主塔動臂塔吊拆卸方案

2.1案例簡介

根據武穴長江公路大橋15#主塔專項施工方案，主塔施工起重設備擬選用2臺川建D360動臂塔吊，其中1臺塔吊將在主塔、斜拉索施工完成后拆卸?？梢灶A見斜拉橋“鉆石型”塔結構特點及已安裝斜拉索對塔吊拆卸工序將產生干擾，在主塔正式施工前必須驗證方案準確性和可靠性。

15#主塔動臂塔吊布置圖

2.2BIM+施工技術應用

2018年4月，為按期保質完成技術服務工作，BIM小組響應迅速，對塔吊布置方案、塔吊機械參數快速分析。

在已建立武穴橋主塔、斜拉索等結構模型基礎上，第一步依照方案中塔吊安裝位置1:1比例建立動臂塔吊分段模型和附墻件模型，完成模型后與項目技術人員核對模型；第二步在Navisworks軟件中逐節段模擬拆卸塔吊，多視角觀察塔吊拆卸過程中與塔柱和斜拉索空間位置關系，分析塔吊每標準節動臂旋轉角度，記錄塔吊拆卸軌跡，制作塔吊拆卸過程動畫，驗證動臂塔吊布置方案準確無誤。

動臂塔吊拆卸過程驗證

通過完成本次工作，將BIM技術與現場施工方案密切結合，方案為BIM提供了實戰平臺，BIM技術運用佐證了方案的正確性，發揮了BIM處理空間結構的優勢，具有更強的實操性和說服力，使施工方案更加嚴謹，貼近實際。

3.深化應用，模擬錨固系統施工

3.1案例簡介

棋盤洲長江公路大橋黃石側錨碇采用無粘結預應力錨固系統，錨體主要包括前錨室、后錨室、錨塊、預應力錨固連接器、散索鞍支墩、錨體基礎等構成部分。

錨固系統布置圖

主纜采用預制平等鋼絲索股法（PPWS）制作，由101根預制索股構成，每根索股由相互平行的127根直徑為5.3mm的鍍鋅高強鋼絲組成。預應力管道定位系統由基準架和定位架組成，定位架是由角鋼組拼成的桁架結構，橫橋向以群索中心線為軸分為6列，沿主攬方向共4組桁架，共28個定位桁架，，根據分層澆筑混凝土情況，分節安裝定位桁架，分段進行預應力管道的連接，以滿足"分層灌注、分節支承、分段接管、實時監控"的設計要求。

3.2BIM+施工技術應用

2018年5月，信息中心BIM小組按照錨固系統方案及設計圖紙，建立錨固系統精細模型，包括地連墻、底板、填芯、后錨室、預應力管道、頂板、定位支架、錨塊、支墩、前錨室等。

以施工方案為基礎，首先對主要結構分節段制作，然后運用軟件模擬錨固系統各工序流水施工過程，將方案形象直觀預演，對重點工序如定位支架分節段安裝、定位支架與頂板搭接施工、后錨室精細空間構造著重演示。

錨固系統施工模擬

通過模擬施工對方案進行預演，管理團隊對方案整體進行把控，梳理各施工工序邏輯關系，合理優化工序；現場管理人員能夠在更短的時間內消化方案，對預埋件、后錨室等復雜部位的施工工藝加深理解，有利于施工工序驗收管理。BIM與復雜專項方案結合，利用BIM所見即所得的優勢，從整體到局部幫組管理團隊解讀方案，使技術交底更加生動易懂，也拓寬BIM技術應用的渠道。

4.總結

通過以上3個應用點的探索實踐，湖北路橋很好地利用“BIM+施工技術”參與解決了施工實際問題，為施工管理提供了更優的解決方案。在施工圖紙深化、技術方案驗證、施工工序模擬等方面，“BIM+施工技術”在解決這些技術難題的同時，為科研與施工雙方的工作交流起到了良好的溝通紐帶作用，給施工企業注入了創新活力。

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