BIM技術在下承式鋼管混凝土異形系桿拱大橋中的應用

張 勇 勇

(陜西建工機械施工集團有限公司，陜西 西安 710032)

BIM是當前工程建設行業中炙手可熱的技術，正以勢如破竹之勢席卷整個工程建設行業，引起一場信息化數字革命。 隨著國內BIM猛烈的發展，如今BIM在整個工程建設行業的應用已無處不在并已貫穿到了設計、施工以及后期運營維護的方方面面。

BIM技術的應用可為大型或者復雜橋梁工程提高設計與施工的效率和效益，能為我們提高工作效率，加快施工進度、縮短施工工期、節約成本，項目越大效果越明顯，一般而言地理位置以及水文地質情況比較復雜，跨度比較大是橋梁工程特點。通過BIM技術應用可以減少設計變更，優化施工順序，提高施工質量,借助BIM模型，管理者和工作人員可以優先找到洞口，并且節省時間，這樣能夠更好地進行安全風險的評估工作，并且科學地制定應對策略，以便在BIM模型中進行布置，完善安全防護工作。

1 工程概況

工程位于酒泉市酒銀路跨北大河處，本橋設計為2-85.8 m下承式鋼管混凝土異形系桿拱橋，橋梁面積6 389 m2。橋梁采用2跨(清水區，洪水區)簡支異型系桿拱，跨徑組合為2-85.8 m，橋梁總長220.31 m，寬度29 m。橋梁結構形式為Lp=80 m鋼管混凝土異形系桿拱結構，主拱肋為偏態異型拱，啞鈴型截面；吊桿間距5 m，全橋共設吊桿26對，系桿采用預應力混凝土邊箱梁結構。橋梁采用先梁后拱的施工方法，梁部混凝土澆筑及拱肋搭設依托于支架完成。清水區采用碗扣式滿堂腳手支撐體系，洪水區采用條型基礎+鋼管柱+貝雷架支撐體系。橋墩采用實體板式墩，鉆孔灌注樁基礎，橋臺為U型臺配擴基、樁柱臺配鉆孔樁基礎。

2 BIM在大橋施工過程中的應用

1)場地布置優化。

最近幾年，施工技術的飛速發展推動了建筑行業的進步，而在施工過程中，項目的組織協調能力愈加凸顯。但是由于施工現場以及周圍的環境比較復雜，場地有限，基坑的深度不能夠保持一致，這使得施工現場的作業面積過大，而且會出現一定的高度差，不利于整體平面的布局和規劃。通過應用BIM技術，將施工現場中的所有元素以直觀立體的形象展示出來，這樣可以做到一目了然、整齊劃一。另外，BIM技術還涉及場地的轉換以及施工的分段等內容，并且能夠及時進行調整，減輕了人工操作的負擔。至于場地的使用問題，應用BIM技術，可以最大限度地利用已有的場地，并且循環使用，不會產生額外費用，降低了施工成本。

2)方案優選和可視化交底。

需要注意的是，BIM技術可以將設計師們設計的施工方案進行模擬演示，形成3D效果圖，這樣方便工程管理人員將各個方案的設計效果進行對比，并且結合實際情況，選擇恰當的設計方案?？梢哉f，BIM技術能夠為相關的決策提供科學和可靠的依據，并且將施工方案與施工成本相聯系，搭建起施工模型，實時展示施工過程，方便施工人員確定方案的可行性，從而減低施工風險，提高施工效率。值得一提的是，BIM技術搭建的施工模型也是施工方和監理人員以及開發商交流的平臺，便于各方了解所需要的信息。

眾所周知，技術交底一直是施工的難點和重點，尤其是鋼筋和模架的技術交底工作，體系十分復雜，技術人員單憑口頭描述很難幫助施工人員徹底理清思路和找到要點，而應用BIM技術，可以通過三維立體模型，讓施工人員了解和掌握每一個細節，這樣不僅能夠保證工程的質量，還能夠節約施工的成本，并且發現問題時，也能夠根據模型快速找到問題的癥結。

清水區采用滿堂腳手架(見圖1,圖2)，洪水區支架采用φ508×10 mm螺旋鋼管為橋墩橫向采用雙拼Ⅰ36工字鋼連接，橫梁上采用HW200×200 mm工字鋼縱梁，間50 cm縱梁上鋪模板(見圖3，圖4)。取其中一孔采用midas建模進行應力分析驗算其穩定性和安全可靠性。

BIM技術的基礎是三維數字技術，并且融合了施工中各類工程數據，將建筑實體進行功能化的表達，闡述幾何關系和邏輯思維，在工程項目中的材料、構件以及結構之間形成了固定的聯系，如鋼管拱肋的深化設計及鋼結構加工，采用tekla深化設計鋼結構，繪制復雜節點三維模型，給操作工人可視化交底，有利于提高工人的認知程度和加深理解，保證加工質量，提高加工效率。

3)碰撞檢查及設計優化。

BIM技術的一大優勢就是能夠進行碰撞檢查，通過Clash工具，在對施工設計圖紙進行審查時，可以找到其中的漏洞。利用BIM軟件對混凝土梁體及橋臺、橋墩進行碰撞檢查，發現0號橋臺梁底抗震擋塊與梁體側翼隔板沖突，提出設計優化建議。

鋼筋與預埋波紋管的位置優化，解決構造鋼筋與波紋管的位置沖突，合理布置保證施工質量，提高工作效率。通過模型檢查出拱肋內加勁鋼箍與上錨箱處吊桿預埋管碰撞，優化設計調整位置。預制構件孔位位置精確預留，在非機隔離帶保護蓋板預制中，原設計為蓋板2 000×1 600×80，此規格部分位置無法施工。利用BIM技術二次深化設計，精準確定預留半孔位，經設計同意變更蓋板規格為1 250×1 600×80。可與吊桿緊密吻合。避免按原設計造成時間和成本的浪費。

4)進度資源控制。

以往的進度控制方法存在著設計項目形象性差、網絡計劃抽象、施工進度計劃編制不合理、參與者溝通和銜接不暢等問題，導致工程項目的施工時間無限延長，施工進度與計劃有較大的出入。特別是一些規模較大的工程項目，施工周期較長，而且結構比較復雜，涉及的技術較多，需要配備專業的技術人員對整個施工過程進行劃分，合理制定和安排施工進度，只有這樣，才能提高施工效率，而應用BIM技術對施工計劃進行評估和優化時，需要合理估計施工周期，并且根據各個施工階段的聯系，合理配置資源，還可以利用特定的軟件，模擬施工進度，輔助進度計劃的調整和優化，為項目資源配置計劃提供依據。利用三維模型導出材料表，通過材料表，控制材料采購的準確性，當材料到位后，就需要保證施工進度按部就班地執行和落實，從而最大限度地優化資源，避免材料的浪費，同時不耽誤施工，保證工程的質量，進而創造出更大的利潤。

3 結語

伴隨著經濟的飛速發展，人類生活物質條件的提高，橋梁也不僅僅只作為跨越江河湖海和緩解城市交通的工具，而是越來越多的作為一種地域標志和藝術品——景觀橋的存在，從而對橋梁的要求向更高，更大跨，造型優美的領域發展。毋庸置疑，BIM技術是新興技術的典型代表，并且在建筑工程領域得到了廣泛的應用，同時發揮著巨大的優勢，市場前景十分廣闊。相信不遠的將來，以橋梁工程為代表的建筑施工領域會不斷擴大和延伸BIM技術的應用范圍，而企業只有充分利用BIM技術，才能實現綠色施工和文明施工，從而實現健康的發展。