渝黔夜郎河雙線特大橋BIM技術應用研究

畢張龍

摘 要：渝黔夜郎河大橋是渝黔鐵路重點控制性工程，貫入式大體積嵌巖拱座基礎屬世界首例，大橋施工難度大，圖紙復雜，大橋在施工中采用BIM技術實現了施工圖深化設計，材料精細化管理，三維技術交底，可視化方案研討，質量安全實時監控，施工進度模擬，施工仿真模擬，施工信息管理等多方面的價值，節約了工期和成本。本文主要介紹渝黔夜郎河大橋BIM實施技術路線，以及取得的技術應用成果。

關鍵詞：BIM;橋梁;技術應用;管理

一、項目概況

（一）橋梁概況

夜郎河特大橋位于遵義市桐梓縣境內，大橋跨越夜郎河溝谷地形、習新公路，為客貨共線雙線鐵路，線間距為5米，其全長1120.8m，設計時速為200km/h，是渝黔鐵路重點控制性工程之一。

（二）工程特點

橋址區屬于低山構造剝蝕溝谷地貌，軌道頂面至溝底相對高差210m，拱座基礎離溝底120m。其中主橋采用1跨370m上承式鋼筋混凝土X形提籃式拱橋，引橋部分采用預應力混凝土簡支T梁，拱上孔跨布置采用鋼混結合梁。貫入式大體積嵌巖拱座基礎屬世界首例，最大跨徑提籃式剛構混凝土拱橋。

二、BIM實施技術路線

軟件平臺：主要采用CATIA地形地質建模、橋梁構件幾何建模、模型組裝、信息附加。DELMIA進行勁性骨架吊裝順序安排，吊裝工藝的模擬，方案優化，BIM施工管理平臺，進行進度、質量、安全等的管控。

主要流程：信息建?！Ｐ蜕罨^程仿真→項目管理

BIM在本項目上的運用主要分為設計翻模階段、項目信息錄入階段及BIM平臺現場運用階段。

設計翻模階段主要是依靠CATIA進行現場地形地貌的模擬、設計橋梁結構的模型建立，完成設計構想的初步三維模型。

項目信息錄入主要是CATIA進行相關附加信息的錄入，比如節段的劃分和編號等;利用DELMIA進行吊裝工藝的模擬，找出節段吊裝重心、吊點布置等進行方案優化。

BIM技術運用主要是依靠二次開發的平臺進行項目施工安全、質量、進度等相關管理工作的管控，可以進行模擬吊裝工藝進行三維可視化交底、提取管端坐標用于測量及監控、工程量復核等相關運用。

BIM在本項目應用主要包括：節段施工工藝仿真、施工人機料、關鍵節點施工仿真、吊點位置的優化、施工工期預警機制、質量安全控制。

三、BIM技術應用成果

（一）施工圖深化設計

BIM的特點在于利用三維可視化，前期對照圖紙建立模型，進行碰撞檢查，優化工程設計，減少在施工階段由于圖紙錯誤和方案不合理造成返工和損失的可能性。最后技術人員利用優化后的三維模型，進行三維施工交底、施工動畫模擬，減少施工工期，同時提高了與業主溝通的能力。如果碰撞問題提前發現并解決，為項目帶來的效益是非?？捎^：節約成本、減少返工、加快施工進度。

1、通過BIM模型發現勁性骨架斜腹桿上螺栓孔中心與N3板上預留孔中心不重合，偏差在2.55mm至18.77mm，導致節點板與平聯斜桿無法準確連接。對此采取提前糾偏，修正預留孔位置?？孜徽`差圖如下：

2、通過碰撞檢查，發現鋼混結合梁，B-N1隔板與G2-N5、G4-N5水平加勁肋的碰撞等多處，存在嚴重碰撞干涉現象，借助BIM技術，提前對存在問題的地方進行開孔調整，大大減少了因設計中存在的錯漏碰等問題造成的項目返工，窩工等現象。碰撞圖如下：

3、通過對模型中平連桿長度量取，發現其中47根平連桿長度與設計圖紙中的下料表存在偏差，最大偏差為15cm，通過BIM技術，提前發現問題，減少了材料浪費，同時避免了返工浪費的工期。

（二）材料精細化管理

添加完屬性的BIM模型導入到BIM施工管理平臺后，結合施工工藝要求和進度安排，輸出相應的工程量匯總表，快速準確的完成大橋工程量提取、統計及分析工作，配合項目部制定材料采購計劃、進行限額領料管理，實現了材料的精細化管理，確保項目成本受控。

（三）三維技術交底，可視化方案研討

1、對橋梁重難點施工工藝進行可視化方案研討，形成三維交互式指導材料。利用BIM可視化技術，對外包混凝土施工方案進行會議研討，形成三維交互式的混凝土澆筑方案。外包混凝土分為一個現澆段，3個工作面;現澆段分3次澆筑完成，每個工作面按底板分5次澆筑完成，腹板分6次澆筑完成，頂板分6次澆筑完成，并用不同的顏色加以區分。三維分段圖如下：

2、在項目實施過程中，BIM小組配合項目領導班組通過BIM模型制定出切實可行的主拱圈注漿管布置，紫色為首選注漿管布置方案，紅色和和綠色為備用注漿管布置方案，并制定出注漿管的走線選擇與注漿位置，以保證注漿的順利進行。注漿管三維布置圖如下：

（四）質量安全實時監控

夜郎河雙線特大橋施工過程中，存在的風險源較多，如高空作業，模板吊裝等，同時，項目施工過程中，面臨項目參與方協同工作效率低，質量安全處理不及時等現象，為此，借助 BIM施工管理平臺，上次照片并且記錄現場情況，通過平臺比對模型部位進行質量安全管理，實現安全管理有劇可查。以圖片和人員錄入信息的形式在模型中展現現場和處理過程情況，協助生產人員對質量安全問題進行直觀管理。模型導入平臺圖如下：

（五）施工進度

利用BIM技術，將橋梁的三維施工模型與施工計劃相結合，實現夜郎河雙線特大橋整個施工組織的數據三維可視化，并將三維可視化的模型與實際形象進度進行對比，實現對施工進度的實時監控和分析。此外，通過施工進度模塊，可快速準確統計出計劃進度內相關工程量并進行統計匯總，并生成相應的施工例會匯報文件，提高了相關技術人員的工作效率。進度管理圖如下：

（六）施工仿真模擬，輔助勁性骨架吊裝

勁性骨架吊裝過程中，存在吊點位置難確定，骨架高空對接困難的問題。

1、吊點位置優化

在首節勁性骨架吊裝過程中，發現因吊點位置選取不當，導致骨架吊裝無法到達設計角度，利用BIM仿真技術，重新計算并調整吊點位置，并對全橋骨架節段吊點位置進行優化模擬，保證勁性骨架的安全、順利吊裝。

2、骨架高空對接方案調整

勁性骨架節段高空對接作業難度大，安全風險高，施工過程中發現，現場采用的內法蘭對接方案，存在嚴重的缺陷，耗時費力，難以滿足工期要求，通過BIM技術，對對接方案進行優化，調整為外法蘭對接，大幅度減小了勁性骨架高空對接的作業難度，并縮短了高空作業時間。對比圖如下：

四、結語

通過BIM技術在夜郎河雙線特大橋項目的應用，實現了施工圖深化設計，材料精細化管理，三維技術交底，可視化方案研討，質量安全實時監控，施工進度模擬，施工仿真模擬，施工信息管理等多方面的價值，為橋梁的施工提供了許多技術支持，減少了因圖紙和溝通引起的返工，大大節省了施工工期和施工成本。

夜郎河雙線特大橋BIM技術應用研究表明，BIM可以為橋梁工程施工提供有效的支持和幫助。本研究期望可以為提高大型、復雜橋梁工程設計和施工的效率和效益提供支持，同時為BIM技術在橋梁領域的推廣應用提供參考，近年來隨著BIM技術的不斷完善和推廣，其被應用的頻率越來越高，橋梁施工因結構獨特，通用性低，BIM在橋梁應用中主要表現在對鋼結構設計等復雜結構提供三維模擬，提高工程質量、工作效率和管理水平。希望在以后的大型復雜橋梁施工項目上能組建專業的BIM團隊，進行模型分析，這樣能夠更好的施工，達到節約成本、縮短工期、提高質量的目的，從而建造出高標準的橋梁。

參考文獻：

[1]論BIM技術在橋梁施工中的應用 馮全勁.河南建材.2019（05）

[2]基于BIM和虛擬現實技術的建筑工程設計優化[J]. 王佩.? 微型電腦應用. 2019（05）

[3]BIM在建筑工程管理中的應用[J]. 孫金暉，孫興昌.? 商丘師范學院學報. 2019（06）

[4]BIM在橋梁施工中的應用[J]. 金擁軍.? 城市道橋與防洪. 2018（06）