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BIM技术在桥梁建造中的应用

BIM技术在桥梁建造中的应用

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一、BIM技术概况


随着BIM技术的快速发展,其对道桥项目的优势也日益凸显。利用BIM技术把传统的二维图纸转换为三维模型,让道桥项目的最终完成效果可以更加直观清晰地展现出来,实现了较好的三维交互性。施工中运用智慧建造管理平台对项目进行推演及进度、质量、安全管控等应用,可以及早发现项目实施过程中可能存在的问题并及时解决,进一步保障了道桥项目的推进,对项目管理给予了很大的帮助。下面具体介绍一下BIM技术在文峰北桥项目中的应用。


二、文峰北桥工程概况


文峰北路提升改造工程起位于魏都区俎庄环岛,起点桩号K0+000,终点与彭花公路(省道319线)交叉,交点终点桩号K14+690. 769,全长14.691公里。其中文峰北桥由四部分独立桥梁和一段路基组成,即左侧人行桥梁+小桩号侧行车道桥梁+ 行车道路基+大桩号侧行车道桥梁+右侧人行桥梁。上部结构采用装配式预应力混凝土空心板及钢筋混凝土空心板结构,下部结构采用圆柱形墩,单排桩基础;桥台结构形式主要有扶壁式台,桩基础。


三、BIM技术应用目标


1、实现信息协同与复核设计成果,保障图纸质量;


2、实现项目隐藏信息三维可视化,加快理解和沟通速度;


3、实现施工方案的可视化模拟,提高施工效率;


4、管理预制构件,提高预制构件信息沟通效率,减少预制构件从制作到安装过程中不必要的损耗;


5、实现信息共享和管理协同,促进项目管理模式转型升级。


四、BIM技术在文峰北桥项目中的具体应用


1、参数化模型搭建与模型信息的提取


道桥项目一般异形构件较多,需要进行自建族的情况也较多,相比常规土建项目更耗时。模型前期需提前根据图纸生成控制点路径,在带有高程的路径上利用dynamo程序进行模型搭建,大大提高了建模效率。建模过程中,不同部位构件的搭建,我们也尽可能地进行参数化构件绘制,形成可调节参数库,方便以后项目构件搭建取用。



模型建成后,我们利用dynamo程序自动提取了桥梁支座的坐标,帮助施工人员对支座的位置进行准备定位与复核。改变了施工人员原有采用CAD加手算的计算方式,大大减小了施工人员的工作量。


支座位置示意图▲


支座坐标数据▲


2、模型信息加工-楔形钢板两端高度的计算


楔形钢板两端高度计算一直是一个比较麻烦的事情,通过BIM技术,结合对支座坐标数据的分析,使用下列公式在Excel里面自动对楔形钢板两端高度进行计算。


楔形钢板一端高度=楔形钢板厚度±(支座高度1-支座高度2)/支座间距*楔形钢板长度/2


有了准确的楔形钢板高度数据,我们就不必担心楔形钢板不贴合的问题,在实际施工中更有利于对高度区间进行控制,还可以快速统计出不同规格的楔形钢板数量,提高现场人员工作效率。



3、辅助图纸会审


在施工准备阶段,模型搭建完成后,可以利用navisworks软件进行碰撞检查,并直接通过软件生成碰撞报告,发现各专业之间的碰撞点。在图纸会审阶段,将问题反馈给设计院,对于重大设计错误进行修正。避免了后期因为碰撞问题产生的工期延误及返工等情况,提高了设计质量,也在一定程度上节约了成本。


碰撞检查▲


图纸会审现场▲


4、构件信息快速添加


在项目施工过程中,现场人员很难将工程信息实时添加到模型中来记录,而传统的记录工作又比较繁琐。利用BIM技术,现场人员通过扫码去记录每个构件的工程信息,实现了信息实时添加不缺漏,所有信息将上传到后台数据库统一保存,既保证了信息添加的及时性,又保证了上传数据的安全性。


模型构件信息添加▲


5、构件、节点快速出图


通过精确建模,可实时提供桥梁任意角度、任意剖面和不同构件节点的二维图及三维图纸,便于现场准确理解设计意图,高效进行施工放样和技术交底。


预制构件快速出图▲


6、场地布置


三维场布模拟提前验证临建场区布置方案,提高了场地布置的科学合理性和土地利用率,规范了生活区办公区厂容厂貌,可以有效杜绝各类安全隐患,保证了工程顺利施工,为施工单位带来了良好的效益。


三维场布模拟▲


7、交通方案模拟


VISSIM作为平面交叉口分析与改善设计的有效工具,我们借助它能够分析多种约束条件下的机动车运行状况,能对平面交叉口的机动车、自行车、行人等运行情况进行实时仿真。同时还能输出各种交通评价参数,如平均延误、平均排队长度、平均车速等。实现了对各种交叉口改善方案进行对比分析,从而得到最优方案。


8、人行道部分安装模拟


在施工预拼装管理环节采用BIM技术对模型构件进行虚拟预拼装分析,通过模型或者输出报表等方式查看拼装误差,在地面完成偏差调整,可以有效降低预拼装成本,提高装配效率。



9、构建三维地质模型


通过构建三维地质模型,再进行工程开挖三维漫游,可便捷地观察地表以下岩土体分布特征,进而分析工程穿越时的地质情况,并提出相应工程处理措施。同时三维数字模型的一大特点是直观,可多视角分层次地观察和分析研究对象。除此之外,地质BIM模型可方便的进行地层分层剥离展示,包括任意断面和角度的空间剖切、二维断面成图等。


任意剖切成图▲


五、应用总结


BIM技术作为新生技术在一定程度上助力了道桥项目的施工和管理,利用BIM模型作为纽带进行协同总控,提前发现并解决问题,提高了施工效率。基于BIM模型进行方案可视化交底、交通仿真、专业协调等分析应用,优化了设计成果,减少了安全隐患,节约了成本。通过BIM施工项目管理平台,可以实现职责明确分工、文档集中管理、进度实时查看、现场问题及时追踪与解决。相信随着BIM技术的进一步发展,我们在市政路桥项目上应用会越来越广泛与深入。



(责任编辑:奚雅青)


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[责任编辑:Susan]

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