李輝邯鄲市交通運輸局公路勘察設計院摘要：上承式箱形拱橋施工管理BIM技術
更新時間：2023-08-15 15:02:31作者：佚名
李輝石家莊市交通貨運局鐵路勘測設計院
摘要：結合某橋梁安裝工程，具體剖析了橋墩施工管理中BIM技術的應用。相關研究闡明，利用BIM技術爭創三維橋梁施工模型、模擬施工方案、開展碰撞測試以及推行4D施工進度管理，才能明顯提高渡槽安裝工程施工效率。
關鍵詞：上承式箱形橋墩;施工管理;BIM技術;
作者簡介：李輝（1986—），男，安裝工程師，從事鐵路設計工作。;
0序言
BIM技術是一種數字化、信息化的三維虛擬仿真技術，將該技術應適于橋梁施工管理中，就能可視化展現三維橋梁施工模型，實現各承建方在建筑信息系統中的數據共享，為協同管理施工過程、加快施工進度提供有力支撐。
1安裝工程概況
某橋梁安裝工程為上承式箱形橋墩，全長124.08m，主跨86m，主拱軸線為懸鏈線，拱軸系數為1.5。路面厚度22m，設計行車速率60km/h，使用期限100年，結構安全等級為一級。渡槽主拱橋選用重型拱架，斷面方式為單箱四室截面；拱上立柱選用兩柱排架式結構，立柱上方設墊墻；大橋和拱上引橋選用箍筋水泥空心板，板厚40cm；山墻為箍筋水泥結構，設26m實腹段，輔以懸臂板，厚為40cm；上部結構為雙柱墩接擴大基礎。本安裝工程在施工階段選用BIM技術輔助舉行施工管理，取得了良好的管理效益。
2渡槽施工管理中BIM技術的應用2.1BIM建模
本安裝工程運用BIM技術爭創三維橋梁施工模型，建模步驟為主拱、主梁、橋臺、橋墩結建立模→鋼拱托架、施工索塔建模→場地建模，本文重點介紹主體結構模型和鋼拱架施工模型的建立。
2.1.1主體結構模型
利用Revit硬件中“整體→局部”的定位方法，拼裝方式為零件→構件→部件→裝配。在主體結構模型位置控制中，選用定位軸線和高程的控制方法，在族樣板功能上構建鋼梁組，包括過梁、橋墩、橋臺、橋面板、樁基礎鋼梁，以搭拼插拼裝的形式，將各個屋架模型添加到整體模型中，再調整標高、軸線、相對位置，爭創出整體渡槽模型[1]。
2.1.2鋼拱架施工模型
本安裝工程選用輕工字鋼拱架結構，在拱架上對箱形主拱橋澆注水泥。鋼拱架選用懸鏈線，兩拱腳鉸中心的跨度為82.31m，相應矢高15.13m；本安裝工程鋼拱架部位未設預拱度，為方便施工，要預留出布置底模版、調整拱橋、墊塊所需的凈空，為11.5m；鋼拱架斷面包括基本節段5道，連接系4組，確立起三維橋梁施工模型[2]。
2.2施工方案模擬2.2.1鋼拱架的施工方案
(1）根據標準節段制做鋼拱架，主拱頂為多段線，通過對縱向墊木的相對標高優化調整產生鋼拱盔，并將短曲軸設置在多段線折點處，以加強連結[3]。
(2）推算縱向屋架片數目，鋼拱架縱向連結輔以連接型鋼和標準套筒螺絲等鋼梁；在拱腳處安裝鉸支座，在砂筒上設施工字鋼分配梁支承，增加分配梁拆裝難度。
(3）起吊作業前預拼拱架，檢測加坯料的規格、折線段拐角是否符合設計要求、各鋼梁是否具有可連結性，在木托架上條紋拱架。按照拱架分段節點坐標的轉化確定木托架座標，將前后相鄰段的標準節條紋到每位分段的前后端，條紋后檢測前后端的連結狀況。
2.2.2鋼拱架施工方法
(1）運用Revit模擬施工工序，施工0#、7#橋墩和基礎，1#、6#橋墩和基礎，2#、5#大橋和拱座。
(2）運用Revit模擬索塔施工，拉索對稱起吊0#、1#、7#、8#階段，產生鋼拱架。
(3）根據次序起吊鋼拱架的各個節段，次序為2#、3#、5#、6#，然后再起吊合龍鋼拱架。
(4）現澆水泥，根據橫向分環、縱向分段的形式澆注拱橋，保證縱向與橫向對稱；選用分階段澆注的形式，澆注拱腳、墊梁、拱上立柱和實腹段[4]。
(5）在現澆墩身板起吊中，對起吊每跨最后邊的2塊實體板，輔以對稱起吊模式，再對后面起吊的實體板讀取2塊板，完成全橋的對稱起吊。
(6）撤除鋼拱架上的節段、纜索和施工索塔，輔以對稱撤除的形式。
2.3碰撞檢測
在施工前，運用BIM技術檢測主體結構中各鋼梁之間、構件與主體之間的碰撞狀況。傳統的碰撞檢測還要人工自動檢測多張圖紙，很難發覺掩藏的問題。而選用Navisworks硬件舉行碰撞檢測，才能直觀展示碰撞狀況，輸出檢測結果。在Revit中構建三維信息模型，將三維信息導出Navis?works中，打開硬件中的ClashDetective模塊，自定義相關設置，手動完成碰撞測試[5]。
2.3.1橋梁鋼梁結構碰撞測試
橋梁結構中的主拱橋設計選用懸鏈線，懸鏈線與施工鋼拱托架存在縫隙，不容許三者之間發生沖突[6]。在施工前要運用ClashDetective模塊檢測兩部份是否發生碰撞，本安裝工程中兩個主體的檢測結果顯示未發生碰撞，闡明結構設計合理。
2.3.2鋼拱托架碰撞測試
鋼拱架施工要選用多個臨時鋼結構，在施工中預留出一定范圍的施工作業面，滿足施工活動需求。在鋼拱架起吊時，要用拉索依次起吊各個節段，保證各個節段不會與主體結構發生碰撞[7]。對上述內容舉行碰撞測試，運用Navisworks硬件選用臨時搭設的拉索、索塔、主體結構作為測試對象，按照檢查結果顯示，本安裝工程拉索與水泥2#大橋存在沖突，沖突部份以高亮色調直觀展示。測試到碰撞信息后，用批閱工具做好該部位摘記，上報到技術人員進行查看并作出調整。
2.4施工進度管理
在本安裝工程的施工管理中利用BIM技術舉行4D進度管理，在原先3D施工模擬中引進時間維度，推行施工信息模型與時間進度之間的關系，實時動態展示渡槽施工隨時間變化而更新的通車狀況道路橋梁工程技術，為施工組織安排提供依照。4D進度管理選用Navisworks硬件，該硬件才能對接Revit、Auto?CAD硬件，獲取安裝工程的幾何數據信息。
2.4.1施工進度圖表
在本安裝工程的施工管理中，將Revit中的橋梁結構信息、施工信息導出Navisworks硬件中，打開TimeLiner工具，關聯施工模型與日期的關系，擬定施工工序、拆除工序，
直接顯示計劃開始時間、計劃結束時間、實際開始時間、實際結束時間和任務類別，并顯示計劃進度與實際進度的誤差，生成施工進度圖表。
2.4.2施工進度與費用信息
TimeLiner工具按照橋梁安裝工程實際狀況健全施工進度表，同步自定義材料、人工、設備、分包商成本等費用數據，由TimeLiner工具手動估算出各個施工階段的總費用，生成橫道圖，以便項目部提早規劃施工進度，強化費用控制。在各個施工階段，項目部運用TimeLiner工具可視化展示施工實時進度，同步顯示對應階段的費用信息數據[8]。
2.4.3漫畫展示施工場景
(1）在施工管理中，運用TimeLiner工具中的Scripter模塊激活施工中的漫畫場景，滿足漫游操作需求。Scripter模塊提供熱點、計時器、變量、碰撞等觸發功能，確立起視點與模型的位置關系，使虛擬人物可以站在任一點位觀察當前安裝工程量建成的可視化模型。
(2）在施工管理中，運用TimeLiner工具中的Animator工具，對橋墩建立漫畫自定義，將其設置為場景中的漫畫對象，在時間軸的不同點構建鋼梁的關鍵幀，用關鍵幀表示鋼梁位置、角度、尺寸等幾何特征信息，以時間軸為主線生成漫畫，展示場景漫畫的各個節點，為調整施工進度提供依照。
3結語
橋墩安裝工程施工管理要注重新技術的應用，利用BIM技術實現施工管理方式的創新，填補了傳統施工管理方法的好處。因而在基于BIM技術的施工管理中，施工方要爭創三維渡槽施工模型，利用BIM技術的多種硬件功能進行碰撞測試和施工進度管理，為優化調整施工方案提供信息支持，實現可視化施工管理。
參考文獻
[1]林廣泰，陳孝強，歐晨豐.超500m級鐵管渡槽施工管理BIM關鍵技術[J].東部交通科技，2020(11):50-54.
[2]祝葉，羅凡.在非對稱外傾渡槽施工中BIM技術的應用研究[J].鐵路安裝工程，2017(5):233-238.
[3]伍偉娟，程耀東，楊軍.下承式鋼箱梁渡槽BIM建模技術[J].西安工業大學學報，2019(3):1-6.
[4]李興，王毅娟，王健.基于CATIA的BIM技術在橋梁設計中的應用[J].上海建筑學院學報，2016(4):13-17.
[5]李勇，汪俊.橋梁安裝工程設計中BIM技術的詳細應用[J].鐵路交通科技（應用技術版），2019(7):187-189.
[6]王棟.橋梁安裝工程設計BIM技術應用闡述[J].建材發展導向道路橋梁工程技術，2017(13):209-210.
[7]李濤.BIM技術在公路橋梁施工管理中的應用[J].建筑技術開發，2021(9):87-88.
[8]孫盟卓.基于BIM技術的轉體橋梁施工撓度檢測研究[J].高溫建筑技術，2021(2):131-133.
相關文章
為您推薦
加載中...