【說(shuō)橋梁】西安灞河大橋建設(shè)中的BIM應(yīng)用
文章來(lái)源：三好股份
發(fā)布時(shí)間：2018-03-08 09:22
2016年6月30日，由華山路橋集團(tuán)建設(shè)施工的、橫跨灞河?xùn)|西岸的又一座大橋?qū)⒔ǔ赏ㄜ?chē)，屆時(shí)，全長(zhǎng)263.423米、寬12.5米的灞河大橋?qū)⑦B起藍(lán)田縣東、西城區(qū)，也為灞河增添了新的景觀。
灞河大橋位于藍(lán)田縣西區(qū)宏觀規(guī)劃經(jīng)濟(jì)新區(qū)，地處灞河沿岸，具有良好的生態(tài)景觀。該項(xiàng)目屬于城市支路，設(shè)計(jì)起點(diǎn)位于灞河?xùn)|岸，終點(diǎn)位于灞河西岸，全長(zhǎng)263.423米，寬度12.5米。
從結(jié)構(gòu)上看，該工程主要為上跨灞河橋梁，主橋部分為中承式系桿拱橋（鋼箱混凝土），跨徑為22+80+22米，三跨連續(xù)；主拱截面為二次拋物線；吊桿為PES.ECW7-37拉索，鋼絲采用環(huán)氧高強(qiáng)度鋼絲，橋面為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力系、橋梁加橋面板組成。引橋部分為截面0.95×0.99米的裝配式預(yù)應(yīng)力空心板梁，跨徑為20+14x2米，三跨簡(jiǎn)支。橋梁基礎(chǔ)為均勻摩擦樁，分為排樁和群樁兩部分，下部構(gòu)造為雙柱式墩身及蓋梁，橋臺(tái)采用樁柱式橋臺(tái)。
BIM虛擬施工：洪水汛期施工難題得以順利解決
灞河大橋的建造過(guò)程中遇到了很多困難，比如：
1.因洪水、支架穩(wěn)定性，后續(xù)的張拉工序等不穩(wěn)定因素，現(xiàn)澆支架的搭設(shè)困難；該工程所處灞河段補(bǔ)水主要受秦嶺山脈和陜南地區(qū)雨水影響，5月至10月份為河水水位最高時(shí)段，同時(shí)也是洪水頻發(fā)的高危時(shí)段，根據(jù)近10年水文資料顯示最高洪水水位超過(guò)4米，已接近河堤頂面。
2.工程體量小，容易造成工序銜接不到，出現(xiàn)窩工，材料周轉(zhuǎn)消耗過(guò)大的問(wèn)題；
3.鋼結(jié)構(gòu)安裝中，定位和安裝過(guò)程控制的難度較大；
4.汛期內(nèi)施工受洪水影響造成的安全生產(chǎn)控制難度較大。
因?yàn)闃蛄撼私煌ㄟ\(yùn)輸，還應(yīng)起到防備洪澇災(zāi)害的作用。在灞河大橋的施工過(guò)程中，洪水問(wèn)題都一一得以解決。在所有技術(shù)中最為重要的一點(diǎn)：本次大橋修建革新性的采取了BIM虛擬施工。在大橋施工前，已經(jīng)將大橋模型創(chuàng)建出來(lái)，使得每個(gè)人都可以直觀的看到大橋內(nèi)部的情況以及施工完成后的各種概況。而且在模型中可以反映各種各樣的問(wèn)題，包括施工圖中可能存在的錯(cuò)誤。
一．通過(guò)BIM模型虛擬施工，提前解決了大量平面圖無(wú)法預(yù)知的結(jié)構(gòu)碰撞問(wèn)題在鋼拱肋合攏上，由于洪水的影響和工序的限制，鋼拱肋合攏安排在11月底進(jìn)行，運(yùn)用了BIM虛擬施工技術(shù)，提前在加工場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行預(yù)合攏拼裝，并對(duì)一些小型構(gòu)建進(jìn)行提前焊接，避免了施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝及低溫焊接，現(xiàn)場(chǎng)合攏焊接時(shí)間選定在中午溫度最高時(shí)段，并對(duì)焊接件提前預(yù)熱以保證焊接質(zhì)量，同時(shí)也運(yùn)用BIM虛擬施工技術(shù)，對(duì)鋼拱肋合攏進(jìn)行精準(zhǔn)控制。
二. 通過(guò)建立BIM精準(zhǔn)模型，全方位展示復(fù)雜結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)算量包括主拱鋼結(jié)構(gòu)工程量計(jì)算、結(jié)構(gòu)混凝土計(jì)算、鋼筋計(jì)算等等，通過(guò)準(zhǔn)確算量，不僅減少了大量傳統(tǒng)計(jì)算時(shí)間，而且通過(guò)與設(shè)計(jì)量進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)量的偏差，并通過(guò)設(shè)計(jì)變更，爭(zhēng)取了經(jīng)濟(jì)效益。
另外，通過(guò)模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行安全技術(shù)交底，做到了簡(jiǎn)單、直觀、通俗易懂，使技術(shù)人員及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，更容易熟悉施工過(guò)程中的重難點(diǎn)控制，確保了工程質(zhì)量。
三. 通過(guò)BIM技術(shù)與力學(xué)模型相結(jié)合，有效地進(jìn)行了結(jié)構(gòu)受力分析，對(duì)橋梁支架布置形式更科學(xué)、更合理，既保證了工程施工安全，又節(jié)約了費(fèi)用。
BIM技術(shù)的優(yōu)化與發(fā)展
BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱(chēng)，早已在國(guó)外施行10余年，中國(guó)的BIM建設(shè)仍在普及中。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)涉及BIM領(lǐng)域的軟件包括revit等，但BIM學(xué)習(xí)除了理論，還應(yīng)包括實(shí)訓(xùn)操作。這方面的軟件相對(duì)匱乏：三好BIM仿真一體化教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)引入BIM技術(shù)（建筑信息模型），結(jié)合游戲引擎UNITY3D，以平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，將建設(shè)行業(yè)中涉及到的施工工藝、項(xiàng)目管理、材料、測(cè)量、構(gòu)造與識(shí)圖等專(zhuān)業(yè)知識(shí)通過(guò)仿真技術(shù)進(jìn)行呈現(xiàn)，同時(shí)具備考試模擬、職業(yè)測(cè)評(píng)等功能并通過(guò)交互式的方式進(jìn)行教學(xué)實(shí)訓(xùn)工作。
那么BIM在此次灞河大橋的施工中運(yùn)用最廣泛的功能是什么？答案是：建模。
BIM建模：消除施工疏漏，獲取最優(yōu)方案
BIM技術(shù)的一大優(yōu)越性就是其模擬功能，在建造前已經(jīng)把整個(gè)施工模擬出來(lái)，獲得了對(duì)項(xiàng)目完整的理解，迅速找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)方案中潛在的不合理預(yù)算投入和設(shè)計(jì)過(guò)程中的疏漏，真正施工過(guò)程中一切均在計(jì)劃之中。
BIM建模：有效管理團(tuán)隊(duì)，提高合作效率
BIM技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)每個(gè)人都可以非常容易觀察、探究和理解的3D模型，從而使團(tuán)隊(duì)合作更為有效，與設(shè)計(jì)師溝通其設(shè)計(jì)意圖更為便捷，更方便與承包、分包團(tuán)隊(duì)及他們的供應(yīng)商、合作伙伴、客戶討論、審核，減少了交流時(shí)間，提高所有參與方對(duì)項(xiàng)目的理解。
BIM建模：模擬真實(shí)施工，提升施工品質(zhì)
BIM也可以很容易模擬真實(shí)施工過(guò)程。項(xiàng)目模型成為連接時(shí)間、費(fèi)用和任何數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信息中心，這給出了一個(gè)項(xiàng)目的全貌，保證工程按計(jì)劃順利實(shí)施和按時(shí)交付。借助BIM卓越的發(fā)現(xiàn)與搜索工具，實(shí)行高效快速的設(shè)計(jì)交流審查，確保了項(xiàng)目實(shí)施速度，并進(jìn)一步改善了設(shè)計(jì)方案的品質(zhì)。
盡管理論上BIM的功能齊備，但此次華山路橋集團(tuán)首次使用BIM建設(shè)橋梁工程，將BIM的應(yīng)用做了相應(yīng)優(yōu)化：
一是在后續(xù)項(xiàng)目中，對(duì)整體項(xiàng)目（從工程招標(biāo)對(duì)甲方的施工工序動(dòng)畫(huà)模擬演示，到施工完成時(shí)工程量的結(jié)算）進(jìn)行貫穿整個(gè)項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用，使得BIM技術(shù)為工程創(chuàng)造出更大的效益。
二是在工程投標(biāo)階段就實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與相對(duì)工程的同步運(yùn)行。
三是在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與BIM技術(shù)更加密切的結(jié)合。大到構(gòu)建材料算量、結(jié)構(gòu)碰撞等常規(guī)應(yīng)用，小到臨時(shí)性小構(gòu)件的設(shè)計(jì)等。
中國(guó)的BIM技術(shù)真正應(yīng)用起來(lái)，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍有差距。特別是建模、算量等各方面與造價(jià)算量相關(guān)的工程前期工作都存在滯后性，而在模型中反映細(xì)部的問(wèn)題，在施工過(guò)程中比較難實(shí)現(xiàn)，所以此次灞河大橋的案例對(duì)于以后BIM在橋梁等方面的技術(shù)普及有重要的意義：
第一，BIM技術(shù)在施工企業(yè)的落地，首先應(yīng)設(shè)立試點(diǎn)項(xiàng)目，且應(yīng)該有現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員牽頭實(shí)施；
第二，企業(yè)BIM中心的工作要點(diǎn)不應(yīng)該是建模這么簡(jiǎn)單，應(yīng)該首先要搭建穩(wěn)定的企業(yè)BIM管理組織構(gòu)架，讓基層的BIM應(yīng)用常態(tài)化，培養(yǎng)BIM技術(shù)人才深入研究BIM，同時(shí)建立完善企業(yè)的BIM族庫(kù)；
第三，企業(yè)的根本目標(biāo)就是盈利，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)槠髽I(yè)降本增效，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，未來(lái)的建設(shè)領(lǐng)域，科技創(chuàng)新才是核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此BIM技術(shù)大有可為。
