BIM技術在陶賴昭特大橋改擴建工程施工階段的應用

文/姚語含 王鳳國 蘭迪 杜寅甦 李金峰，吉林建筑大學交通科學與工程學院

1 工程概況

陶賴昭大橋改擴建工程位于京哈高速公路陶賴昭松花江大橋上。采用完全運用既有橋梁、左側單側加寬并且新建半幅橋寬20.2 5m的橋梁方案。新橋主橋布局為2×40 + 5×（3×40）+ 2×40 +（65 + 5×100 + 65）+ 2×40 + 3×40m，對應現有的橋孔布置，懸臂澆筑施工。下部結構為薄壁墩柱墩，基礎為鉆孔樁。

2 橋梁施工進度調控方案對比

傳統的橋梁施工基本依靠二維圖紙，很難提前發現工程中的失誤，也不能及時有效更改施工計劃，導致施工的進度滯后、提升了橋梁的建造成本。

圖1 傳統施工進度調控方案

現在，橋梁施工二維圖紙已經不再是主流，取而代之的是BIM技術的進度調控方法。在施工前進行提前預案、預演施工工藝流程，通過BIM技術實現反復修改，模擬施工過程，找出最佳施工方案。利用BIM技術直觀地指導施工，并且可以依照現場工程的實際情況直接進行實時調整方案。

3 BIM技術在陶賴昭特大橋主橋施工階段的應用

應用BIM技術4D特性，可以直觀的展現三維施工進度信息，結合工程量信息整合項目，進行成本控制和提升工程質量。

3.1 模型創建

圖2 BIM技術進度調控方案

通過對二維圖紙的分析，利用MicroStation平臺進行包括樁基礎、承臺、橋墩、橋臺以及掛籃，吊機等設備三維模型的創建和橋梁截面二維模型的繪制，并將創建好的模型制作成單元以便在Ope nBridge Modeler軟件中使用。然后在OpenBridge Modeler軟件中創建陶賴昭特大橋整體模型。先將地形，路線設計，廊道等導入到Ope nBridge Modeler軟件中，然后根據已有圖紙布置橋跨線，并將做好的MicroStation單元插入到對應的位置中。梁部分通過已有截面，改對應的參數形成符合圖紙的變截面箱梁。

3.2 模型編碼

對陶賴昭特大橋現場的預制構件及機械進行信息的賦予，并將涉及到的各部分模型進行分類、命名。第一階段，根據施工的實際情況和已有的相關信息，利用project軟件編制具體的關于陶賴昭特大橋的施工進度計劃，得到相應進度計劃表，該計劃表已編制部分分項工作的工作聯系，如果遭遇施工過程中存在的各種計劃變動問題，可實時更新得到最有效率的優化進度方案。第二階段，將人機料與場部（包括架橋機，吊機等設備）等在模型中輸入及定義屬性（包括型號，廠家，價格等）。令所有設備均有其信息，由此可對工程的進度、工程量及預算進行信息的整合，第三階段，利用OpenBr idge Modeler軟件將已經做好的橋梁模型以及相關構件和機械進行分類，并根據進度計劃表對模型進行命名，便于后續施工模擬技術的應用。在此基礎之上的虛擬施工與現場同步進行，采取數字化管理和實時監控，為施工提供更為精確的數據，使參建人員更直觀的提前了解工程存在的問題和基本情況，減少施工質量問題和安全隱患，降低施工成本，提高施工效率。

3.3 施工進度模擬

通過采用synchro 4D基于3D可視化的模型，可以通過載入成本與時間，來對施工過程中相應的各種施工階段進行精細和有效的管理。

將在OpenBridge Modeler做好的三維模型和已有的project進度計劃表導入synchro 4D。首先將構件資源化并與具體的施工過程相掛鉤，進行整體進度模擬，解決大方向進度安排，調整整體的施工時間安排。其次，進行局部進度模擬，如掛籃等設備安裝，施工現場鋼構吊裝等，配合實際施工時間的安排，解決項目安裝問題。最后進行成本管控，將進度計劃所需成本與相應模型掛鉤，實時查看當前階段所產生的費用，并與計劃相對比，進一步進行調整。并且還可以利用OpenBridge Modeler軟件對于復雜節點的碰撞與工藝等進行模擬，創建直觀的三維場地布置，模擬可能會出現的各種碰撞問題，降低施工難度。這樣就將現實中的施工階段，轉換到電腦上，讓我們提前去模擬實施施工，對施工過程中存在的問題進行檢查，從而達到減少損失的目的。

施工技術模擬可以根據陶賴昭特大橋施工組織計劃進行虛擬施工，發現問題，優化施工組織計劃，得出最優施工進度方案，降低施工成本和難度。應用BIM技術，為施工建造提供技術支撐，可顯著提高施工質量，保證施工安全，加快施工進度。

圖3 施工進度模擬圖

4 總結

在改擴建工程建設中，利用BIM技術在施工前進行提前預案、模擬施工，直觀體現具體施工過程，對原有橋梁妨礙施工進行預案，提高了橋梁的信息化施工管理水平以及建造的效率。