转体桥施工BIM应用

在转体桥施工中充分利用BIM技术，能对施工中的要点与难点准确控制。改建铁路阳安二线洋县汉江特大桥采用(40+64+40) m单线预应力混凝土连续梁结构形式跨越京昆高速公路。该转体桥成功运用BIM技术，缩短了工期，节约了成本，取得了良好的经济和社会效益。

施工难点

由于转体桥的自身特性，有以下施工难点。

（1）由于地理位置关系，转体桥曲线半径较小，要求球铰定位及线性控制精确度高。

（2）梁体采用满堂支架法现浇施工是本工程安全、质量的控制重点。

（3）转体桥临近京昆高速，施工同时对京昆高速行车造成影响，必须在沿承台靠近坡脚一侧做好防护措施。

（4）转体桥主梁构造较为复杂，异形构件较多。

（5）工程计算的快慢与准确度直接影响施工进度与各项计划，转体桥工程量较大，计算困难。

综合上述难点，采用BIM辅助技术，加快了施工进度，提高了设计精度，降低了投资成本。

BIM应用
1构建模型

三维模型的创建采用DASSAULT系列CATIA软件进行建模，并采用DELMIA进行施工仿真模拟。一方面将桥梁各个构件实现参数化建模，同时将构件的设计信息、材质等添加至BIM模型中，实现工程人员对项目的快速了解，便于工程的开展。另一方面，通过DEIMIA制作成施工仿真，让施工人员对施工工艺与整个施工流程做到心中有数，保证施工质量。另外，通过CATIA建立的精细化BIM模型还可以供测量人员作为现场坐标复核的依据，确保测量数据的准确性。

图1 基于BIM的三维算量(建模软件算量)

2三维算量

基于BIM的三维算量利用二次深化后的三维模型，直接点击目标构件得到工程量信息。这种工程量提取的方式可以根据不同人员的不同需求，按照部位，材质等方式进行快速、准确的提取。BIM建模软件提供一定的准确的构件体积量，方便工程技术人员在浇筑混凝土时提前预报混凝土方量，见图1。同时，我们也可通过BIM应用平台来获取已知构件的工程量信息，见图2。通过BIM软件我们可以得到构件的混凝土量，有利于对工程量进行预算和预报。通过BIM施工管理平台，可对工程量进行统计并能按照构件和材质形成工程量清单，方便造价相关人员进行工程计价和预决算。

图2 基于BIM的三维算量(平台算量)

3碰撞分析

通过碰撞检查对转体桥的施工图进行深化设计，不断对设计进行优化，保证了在施工阶段因“错、漏、碰、缺”而造成的工程损失与工期延误。传统的施工中，二维图纸不能直观的将钢筋、预应力管道、预应力钢筋、预埋件等体现出来，导致在施工过程中，出现彼此之间的碰撞与干扰，造成无法达到设计要求。而采用BIM技术，从三维可视化的角度，避免此现象的发生。本桥针对连续梁碰撞检查共计30处，碰撞点 825个。基于BIM的碰撞检查，可以在项目施工前提前发现问题，避免施工过程中的怠工与返工现象，有效加快项目进度，减少材料浪费，节约成本，并且通过对钢筋的优化排布，保证了混凝土振捣的密实性。碰撞检查见图3~图5。

图3 碰撞点1(钢筋与钢束碰撞)

图4 碰撞点2(钢筋与波纹管碰撞)

图5 碰撞点3(钢筋与封锚钢筋碰撞)

4三维技术交底优化施工

可借助BIM模型来对图纸进行清晰化认识，对结构复杂部位及节点进行准确识别。在施工前，集中相关专业施工人员，采用将BIM三维模型投放于大屏幕的方式进行技术交底工作。BIM三维模型可以可视化预演施工中的重点、难点和工艺复杂的施工区域，多角度、全方位地查看模型，让施工人员更加直观地理解设计意图，这样做，不仅能减少施工中因图纸理解错误导致的返工现象，还能提高交底工作的效率，加快施工进度，还利于工人和非本专业人员理解相关的工作内容，见图6。

图6 三维可视化交底模型(连续梁)

5进度管理

通过BIM技术对施工进度进行推演与预警，可以精确计算每一项工序所消耗的时间与材料，这不仅有利于工期安排，而且有利于资源的优化配置，保证工程按期顺利完工。首先，BIM模型中包含了各构件的详细设计信息，包括尺寸信息、材料信息，而且在BIM管理平台中可以快速将计划内混凝土、钢筋等材料用量自动生成，有了这些数据作参考，我们再根据的以往的工作经验便可以得出更加合理的工时需求;其次，动态的4D施工模拟过程，也使得每一个人都可以快速准确的理解计划，使得计划编制人员不需要去查看复杂的图纸，可快速验证计划的合理性与可行性，见图7。

图7 可视化形象进度

BIM成果分析

（1）信息查询迅速便捷

通过对BIM模型信息的快速查询功能，可以实时了解整个项目的工程进度与工程质量，包括材料消耗，相关施工负责人，项目成本信息等。

（2）记录详细，减少施工误差

BIM的碰撞分析可以有效的减少由“错、漏、碰、缺”而造成的延误和损失。通过BIM模型，可以直观、清晰的看到各个构件的排布位置。避免了传统施工中二位图纸难以表达的问题。

（3）节约成本，效率增加

通过BIM模型可快速、高效、准确计算工程量，有效提高工作效率，减少因工程量计算不准确而造成的工程损失。

（4）问题反馈及时有效

4D施工模拟，将整个施工流程通过BIM技术模拟，在实际施工过程将二者对比进行，可以及时发现施工中的问题与偏差，避免了由于误差返工而造成的成本增加。另外，可以借此让施工人员清晰了解每个施工阶段的主要任务，保证工程的实施质量。

针对洋县汉江特大桥转体桥施工工期紧，技术要求高，地理环境复杂，结构物尺寸变化多，悬灌转体施工难度大等特点，引入BIM技术，运用CATIA软件建立BIM三维信息模型，通过碰撞检查、三维技术交底、三维工程量计算、施工进度管理等先进技术的应用，促进工程项目实现精细化管理、提高工程质量、降低成本和安全风险。借助BIM这一简单直观的手段带来直接的视觉认可，可以减少相关工程技术人员的工作量。这样一来，大大提高了施工效率，降低了施工成本。BIM在转体桥中的施工，改变了传统落后的施工模式，并为BIM在桥梁施工中的应用提供了参考。

内容来源

陈立伟. 基于BIM技术下论转体桥施工中的应用[J]. 价值工程.