— 項目概況—

項目基本信息

鹽城跨新洋港斜拉橋效果圖

徐（州）鹽（城）鐵路項目由中鐵四局集團第二工程有限公司與中鐵四局集團鋼結(jié)構(gòu)建筑公司共同承建。鹽城特大橋主橋為跨新洋港斜拉橋，橋梁跨徑布置為主（72+96+312+96+72）m，線路與新洋港基本正交，主跨與新長線鐵路最小距離22m，最大距離95m，橋梁跨越處河道水面寬240m左右。鋼桁梁長度650.6m，主塔塔高128.5m，結(jié)構(gòu)為半漂浮體系。鋼桁梁節(jié)間距12m，全橋共54個節(jié)間，主桁高度14m，兩主桁中心距15m。

項目難點

（1）本工程是徐鹽鐵路項目跨度最大、結(jié)構(gòu)最復雜、施工難度最大的橋梁。

（2）橋址位于城郊，拆遷任務重。

（2）主跨鋼桁梁結(jié)構(gòu)縱多、預制安裝施工精度要求高。

（3）索塔、斜拉索和鋼桁梁交叉施工，施工組織難度大，以常規(guī)手段難以保證工程質(zhì)量和進度。

應用目標

諸多因素決定了本項目應用BIM技術(shù)、探索BIM技術(shù)的必要性。BIM技術(shù)在本項目的應用主要在設計和施工階段，設計階段包括土建結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模、鋼結(jié)構(gòu)深化設計；施工階段主要包括BIM與GIS整合應用，傾斜攝影、三維可視化應用及安全質(zhì)量進度管理。

— BIM應用方案—

BIM應用內(nèi)容

結(jié)合本公司BIM發(fā)展戰(zhàn)略及項目特點，在精細化建模的基礎(chǔ)上本工程主要從以下四個方面應用BIM技術(shù)：

（1）BIM模型算量：根據(jù)模型統(tǒng)計各構(gòu)件工程量，進行施工圖復核。

（2）征地拆遷：將BIM模型與GIS整合，高效完成施工調(diào)查與征地拆遷。

（3）鋼結(jié)構(gòu)應用：鋼結(jié)構(gòu)深化設計、數(shù)字化加工制造、物料追蹤及臨建設計。

（4）項目管理應用：三維可視化技術(shù)交底、施工方案工藝推演、施工進度模擬及平臺研發(fā)。

BIM應用策劃

（1）軟件配置

（2）組織架構(gòu)與分工

本項目BIM研究應用組長由中鐵四局集團有限公司總工程師擔任，管理研究院牽頭，云建信、二公司BIM中心與項目部聯(lián)合成立BIM工作室，組建成BIM團隊，定期組織BIM技術(shù)應用推進會，解決BIM實施過程中的問題。

（3）應用順序

1）組織相關(guān)人員參加Autodesk軟件培訓，建模人員須按照4D-BIM與Revit模型交互建模規(guī)范搭建模型，以保證模型導入4D-BIM的可行性。

2）建立橋梁參數(shù)化族庫，搭建場地、結(jié)構(gòu)專業(yè)模型。

3）將BIM模型與GIS正攝圖、實景模型整合，高效完成施工調(diào)查。

4）鋼結(jié)構(gòu)深化設計，提前發(fā)現(xiàn)設計缺陷；數(shù)字化加工制造，降低材料損耗。

5）將模型與施工進度進行模擬，優(yōu)化施工組織。

6）將模型與使用信息整合到虛擬環(huán)境，生動、形象展示施工場景。

7）應用4D-BIM平臺解決進度管理、工況管理及安全質(zhì)量管理等問題。

— BIM實施過程—

BIM應用準備

（1）參加專業(yè)BIM培訓：組織公司BIM中心與項目BIM工作室員工參加專業(yè)BIM軟件培訓公司舉辦的Autodesk軟件培訓和Bentley軟件培訓。

（2）建立橋梁參數(shù)化族庫：根據(jù)設計圖紙及施工方案，利用Revit軟件創(chuàng)建橋梁鉆孔樁、承臺、墩身、簡支梁、連續(xù)梁及索塔族，并利用尺寸標注關(guān)聯(lián)參數(shù)，完成鐵路橋梁BIM族庫的建設。

BIM應用過程

（1）BIM模型算量研究：開展了Revit項目中利用明細表功能按族類別、混凝土標號等方式統(tǒng)計混凝土結(jié)構(gòu)的方量。鋼筋算量有兩種方式：一是通過創(chuàng)建鋼筋模型，數(shù)量統(tǒng)計準確，但模型較大，對硬件要求較高；二是在模型中添加鋼筋信息參數(shù)，計算方便、快捷，但統(tǒng)計的是設計數(shù)量。

基于BIM進行算量

（2）BIM+GIS應用

1）BIM與谷歌地球整合應用：項目前期，施工調(diào)查和場建規(guī)劃需消耗大量人力、物力，采用BIM+GIS技術(shù)來助力施工調(diào)查和場建等工作將顯得尤為關(guān)鍵。

2）傾斜攝影技術(shù)應用：借助BIM技術(shù)，可在Google Earth中規(guī)劃好線路，再借助無人機實景建模技術(shù)，將現(xiàn)場實景建成三維模型，可將場建模型與實景模型進行整合，對施工現(xiàn)場便道布設和行車路線規(guī)劃等工作具有顯著效果。

現(xiàn)場傾斜攝影實景模型

（3）鋼結(jié)構(gòu)BIM應用

1）深化設計：利用Tekla軟件對鋼結(jié)構(gòu)部分進行深化設計，預拼裝進行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)圖紙存在86處錯誤，及時與設計單位溝通，最大限度的減少因圖紙錯誤造成的損失，杜絕返工浪費現(xiàn)象。

建模過程中發(fā)現(xiàn)螺栓安裝空間不夠，存在碰撞

2）加工制造

①板材套料：利用Tekla軟件將深化后模型輸出數(shù)控文件，并利用SmartNest軟件進行自動排版套料并生成NC文件，將NC文件導入數(shù)控機械進行板材自動切割。

②桿件管理：從構(gòu)件生產(chǎn)開始，二維碼標簽便固定于構(gòu)件上，通過手執(zhí)APP掃描二維碼，完成從設計到施工全程信息的綁定與追蹤。

③數(shù)字化預拼裝：通過可視化模擬拼裝過程，指導工廠拼裝及檢驗拼裝構(gòu)件質(zhì)量。

基于BIM模型預拼裝

（4）項目管理應用

1）三維可視化交底：創(chuàng)建施工工藝模擬動畫，讓施工各參與方直觀、形象地了解施工工藝流程。基于項目BIM需求與云建信公司聯(lián)合研發(fā)了3D作業(yè)指導書平臺。以工藝流程為主線，每一道工藝一個模型，在查看模型的同時，可方便、快捷了解工序作業(yè)要點、所需資源配置、注意事項及質(zhì)量控制要點等。通過建立三維模型，直觀快捷的讓工程技術(shù)人員對斜拉橋主體建立深刻的印象。

3D作業(yè)指導書可視化技術(shù)交底

2）施工方案模擬：通過三維施工模擬加文字的方式來表達，工程技術(shù)人員既能夠快速理解編者意圖，也能夠全面掌握方案中的重難點，能更快、更好的落實方案，杜絕施工現(xiàn)場和施工方案的不一致等問題，顯著提高項目管理水平。

鉆孔樁施工模擬

3）Navisworks應用：通過模型附加到Navisworks軟件，并關(guān)聯(lián)進度計劃，讓模型按進度進行虛擬建造，使得項目管理人員在提前預測項目建造過程中每個關(guān)鍵節(jié)點的施工現(xiàn)場布置、大型機械及措施布置方案，做到前期指導施工、過程把控施工、結(jié)果校核施工，實現(xiàn)項目的精細化管理。

施工進度方案模擬

4）虛擬體驗：將整合后的模型導入Unity軟件中，并添加模型信息、交互方式等內(nèi)容，項目各參與方帶上VR眼睛后即可查看項目建造過程及建成后的虛擬場景，增強了項目參建方的成就感及使命感。

5）4D-BIM平臺應用

①進度管理：通過BIM技術(shù)平臺，導入三維模型可以通過色彩區(qū)分和上傳實際照片等方式來掌握進度，管理者只需查看模型顏色變化，或者通過查看附件照片等形式，就可及時直觀了解項目實際的進度，對項目進行動態(tài)管理，有效減少工期延誤的情況發(fā)生。

施工進度管理

通過施工現(xiàn)場工作人員持有手機等移動端上傳現(xiàn)場安全問題，由后臺管理者安排專業(yè)人員對問題進行處理通報，現(xiàn)場施工進行整改，消除安全隱患，形成閉環(huán)式管理，防止隱患錯漏，減少事故發(fā)生，提升企業(yè)安全文化氛圍。

②工況管理：施工過程中工況信息的錄入查詢分析及管理，以及關(guān)鍵工況對應的重點桿件應力的監(jiān)控，并通過平臺實現(xiàn)信息共享及公司遠程監(jiān)控。

工況管理

③安全監(jiān)控管理：應用BIM技術(shù)建立了4D空間模型，通過在臨近營業(yè)線邊坡和深基坑四周預埋電容式靜力傳感器，形成了基坑三維在線安全監(jiān)控系統(tǒng)，對基坑開挖中的形變、沉降、位移進行監(jiān)測，測試數(shù)據(jù)無線上傳、實時更新，實現(xiàn)深基坑和即有線路的全方位、全過程安全監(jiān)測。

④過程質(zhì)量信息集成：通過4D-BIM平臺模型與資料進行關(guān)聯(lián)，便于施工過程、驗收及運維階段文檔管理及追根溯源。

— BIM應用總結(jié)—

項目實際應用問題的應用效果總結(jié)

通過Revit軟件搭建了鐵路橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)化族庫；將BIM+GIS用于施工調(diào)查與征拆并申報了發(fā)明專利；基于鋼結(jié)構(gòu)深化和加工制造，解決了鋼構(gòu)件人工排版耗時長、易出錯的難題；開發(fā)的4D-BIM平臺具有進度管理、工況管理、安全監(jiān)控管理和過程質(zhì)量信息集成等眾多功能，切實提高了項目管理水平。

BIM應用方法總結(jié)

（1）通過Revit軟件模型算量研究，實現(xiàn)了橋梁單體結(jié)構(gòu)的混凝土算量和鋼筋算量功能，但在項目級模型算量和匯總方面還有很多需要深化、細化研究的內(nèi)容。通過鋼桁梁的深化設計和優(yōu)化設計凸顯了BIM技術(shù)的優(yōu)越性，鑒于Tekla在鋼結(jié)構(gòu)方面的算量具有快速、精細、準確等優(yōu)勢，擬在公司承建的鋼結(jié)構(gòu)項目施工中全面推廣應用。

（2）BIM平臺的研發(fā)從需求調(diào)查到測試開發(fā)需要很長的周期，國內(nèi)在BIM技術(shù)研發(fā)方面的人員又非常緊缺，試點項目上馬后各級領(lǐng)導迫切希望能夠盡快出成績、要成果、見效益，如果企業(yè)的BIM技術(shù)研究應用者和平臺開發(fā)公司能夠聯(lián)合成立工作室集中辦公，將會明顯提高溝通效率、有效縮短平臺研發(fā)周期。

（3）BIM人才培養(yǎng)總結(jié)：參加BIM技術(shù)研究應用的公司專職人員和試點項目的實施人員在軟件應用方面都有了長足的進步；但試點之外項目工程技術(shù)人員的成長非常緩慢，BIM技術(shù)在企業(yè)推廣還需要更多的成功案例來引領(lǐng)，需要更豐富的培訓教育手段來支撐。

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