“BIM+施工技術(shù)”在橋梁施工中的BIM探索和研究。各位工程施工管理同事對(duì)管理教材中“施工方信息管理手段的核心是實(shí)現(xiàn)工程管理信息化”這一理念一定不會(huì)陌生，信息技術(shù)作為當(dāng)前重要科研方向，已經(jīng)深刻融入到企業(yè)、項(xiàng)目的日常管理中。而BIM （建筑信息模型）技術(shù)作為信息化的重要一員，在可預(yù)見(jiàn)的施工管理發(fā)展中，未來(lái)必將成為建筑信息化的核心。

湖北路橋作為省內(nèi)公路橋梁施工龍頭企業(yè)，持續(xù)致力于前沿施工建筑技術(shù)的科研探索和應(yīng)用創(chuàng)新。通過(guò)信息中心的專(zhuān)題研發(fā)，結(jié)合項(xiàng)目施工的實(shí)踐應(yīng)用，湖北路橋的“BIM+施工技術(shù)”在武穴長(zhǎng)江公路大橋、棋盤(pán)洲長(zhǎng)江公路大橋已經(jīng)累計(jì)取得三項(xiàng)施工技術(shù)突破，積極踐行了BIM技術(shù)的科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

1.“初出茅廬”，研究斜拉橋鋼錨梁深化設(shè)計(jì)

1.1案例簡(jiǎn)介

武穴長(zhǎng)江公路大橋?yàn)殡p塔雙索面斜拉橋，北岸15#主塔上部結(jié)構(gòu)高267.422m，塔柱采用空心薄壁箱型斷面，雙索面斜拉索每個(gè)索面26對(duì)高強(qiáng)鋼絲，索塔端采用鋼錨梁錨固，15#主塔設(shè)置4#～26#共23對(duì)鋼錨梁，鋼錨梁結(jié)構(gòu)由錨梁和牛腿組成。

 鋼錨梁一般構(gòu)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(zhǎng)江公路大橋斜拉索每個(gè)索面共104股高強(qiáng)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(zhǎng)江公路大橋上部結(jié)構(gòu)施工管理中，如何工廠化精確預(yù)制鋼錨梁是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.2BIM+施工技術(shù)應(yīng)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(duì)施工圖紙深化設(shè)計(jì)。

小組人員在詳細(xì)理解了主塔、鋼錨梁、鋼牛腿、斜拉索施工圖的基礎(chǔ)上，通過(guò)Revit、Dynamo軟件將主塔、鋼錨梁、鋼牛腿、斜拉索轉(zhuǎn)換成精細(xì)化三維模型，分析各零件空間位置關(guān)系、分析型鋼打孔參數(shù)的緣由，對(duì)各施工圖參數(shù)分析歸納總結(jié)，提煉鋼錨梁各型鋼零件的加工參數(shù)和加工工藝。

鋼錨梁不斷變化的設(shè)計(jì)參數(shù)，是基于適應(yīng)斜拉索空間位置變化的考慮，設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑男弯摯蚩祝臻g斜孔）參數(shù)，是基于預(yù)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(diǎn)旋轉(zhuǎn)γ°角，然后在橋軸向豎直面繞錨固點(diǎn)旋轉(zhuǎn)（90-а）°角，“實(shí)心的套筒”將所有空間碰撞的型鋼打上斜孔。鋼錨梁預(yù)制過(guò)程中，以邊跨和中跨錨固點(diǎn)為基準(zhǔn)，加工組裝所有型鋼零件，輔助理解鋼錨梁復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)。經(jīng)Revit空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)證，空間旋轉(zhuǎn)打孔位置和設(shè)計(jì)圖紙參數(shù)給定的打孔位置完全吻合。

型鋼打孔參數(shù)及BIM模型圖

鋼錨梁、斜拉索、主塔空間結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)本次深化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目技術(shù)組與鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制加工廠家加強(qiáng)技術(shù)交流，結(jié)合研究結(jié)論深入剖析鋼錨梁設(shè)計(jì)意圖，成功幫助項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了零件工廠化加工及焊接拼裝的優(yōu)化，提高了加工精度，為項(xiàng)目施工管理提質(zhì)增效。

2.“小試牛刀”，研究主塔動(dòng)臂塔吊拆卸方案

2.1案例簡(jiǎn)介

根據(jù)武穴長(zhǎng)江公路大橋15#主塔專(zhuān)項(xiàng)施工方案，主塔施工起重設(shè)備擬選用2臺(tái)川建D360動(dòng)臂塔吊，其中1臺(tái)塔吊將在主塔、斜拉索施工完成后拆卸。可以預(yù)見(jiàn)斜拉橋“鉆石型”塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及已安裝斜拉索對(duì)塔吊拆卸工序?qū)a(chǎn)生干擾，在主塔正式施工前必須驗(yàn)證方案準(zhǔn)確性和可靠性。

15#主塔動(dòng)臂塔吊布置圖

2.2BIM+施工技術(shù)應(yīng)用

2018年4月，為按期保質(zhì)完成技術(shù)服務(wù)工作，BIM小組響應(yīng)迅速，對(duì)塔吊布置方案、塔吊機(jī)械參數(shù)快速分析。

在已建立武穴橋主塔、斜拉索等結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，第一步依照方案中塔吊安裝位置1:1比例建立動(dòng)臂塔吊分段模型和附墻件模型，完成模型后與項(xiàng)目技術(shù)人員核對(duì)模型；第二步在Navisworks軟件中逐節(jié)段模擬拆卸塔吊，多視角觀察塔吊拆卸過(guò)程中與塔柱和斜拉索空間位置關(guān)系，分析塔吊每標(biāo)準(zhǔn)節(jié)動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)角度，記錄塔吊拆卸軌跡，制作塔吊拆卸過(guò)程動(dòng)畫(huà)，驗(yàn)證動(dòng)臂塔吊布置方案準(zhǔn)確無(wú)誤。

動(dòng)臂塔吊拆卸過(guò)程驗(yàn)證

通過(guò)完成本次工作，將BIM技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)施工方案密切結(jié)合，方案為BIM提供了實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)，BIM技術(shù)運(yùn)用佐證了方案的正確性，發(fā)揮了BIM處理空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，具有更強(qiáng)的實(shí)操性和說(shuō)服力，使施工方案更加嚴(yán)謹(jǐn)，貼近實(shí)際。

3.深化應(yīng)用，模擬錨固系統(tǒng)施工

3.1案例簡(jiǎn)介

棋盤(pán)洲長(zhǎng)江公路大橋黃石側(cè)錨碇采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，錨體主要包括前錨室、后錨室、錨塊、預(yù)應(yīng)力錨固連接器、散索鞍支墩、錨體基礎(chǔ)等構(gòu)成部分。

錨固系統(tǒng)布置圖

主纜采用預(yù)制平等鋼絲索股法（PPWS）制作，由101根預(yù)制索股構(gòu)成，每根索股由相互平行的127根直徑為5.3mm的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲組成。預(yù)應(yīng)力管道定位系統(tǒng)由基準(zhǔn)架和定位架組成，定位架是由角鋼組拼成的桁架結(jié)構(gòu)，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(gè)定位桁架，，根據(jù)分層澆筑混凝土情況，分節(jié)安裝定位桁架，分段進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道的連接，以滿(mǎn)足"分層灌注、分節(jié)支承、分段接管、實(shí)時(shí)監(jiān)控"的設(shè)計(jì)要求。

3.2BIM+施工技術(shù)應(yīng)用

2018年5月，信息中心BIM小組按照錨固系統(tǒng)方案及設(shè)計(jì)圖紙，建立錨固系統(tǒng)精細(xì)模型，包括地連墻、底板、填芯、后錨室、預(yù)應(yīng)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(chǔ)，首先對(duì)主要結(jié)構(gòu)分節(jié)段制作，然后運(yùn)用軟件模擬錨固系統(tǒng)各工序流水施工過(guò)程，將方案形象直觀預(yù)演，對(duì)重點(diǎn)工序如定位支架分節(jié)段安裝、定位支架與頂板搭接施工、后錨室精細(xì)空間構(gòu)造著重演示。

錨固系統(tǒng)施工模擬

通過(guò)模擬施工對(duì)方案進(jìn)行預(yù)演，管理團(tuán)隊(duì)對(duì)方案整體進(jìn)行把控，梳理各施工工序邏輯關(guān)系，合理優(yōu)化工序；現(xiàn)場(chǎng)管理人員能夠在更短的時(shí)間內(nèi)消化方案，對(duì)預(yù)埋件、后錨室等復(fù)雜部位的施工工藝加深理解，有利于施工工序驗(yàn)收管理。BIM與復(fù)雜專(zhuān)項(xiàng)方案結(jié)合，利用BIM所見(jiàn)即所得的優(yōu)勢(shì)，從整體到局部幫組管理團(tuán)隊(duì)解讀方案，使技術(shù)交底更加生動(dòng)易懂，也拓寬BIM技術(shù)應(yīng)用的渠道。

4.總結(jié)

通過(guò)以上3個(gè)應(yīng)用點(diǎn)的探索實(shí)踐，湖北路橋很好地利用“BIM+施工技術(shù)”參與解決了施工實(shí)際問(wèn)題，為施工管理提供了更優(yōu)的解決方案。在施工圖紙深化、技術(shù)方案驗(yàn)證、施工工序模擬等方面，“BIM+施工技術(shù)”在解決這些技術(shù)難題的同時(shí)，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(yè)注入了創(chuàng)新活力。

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