BIM技術在預應力混凝土T構中的應用

白曉紅 張蔓

【摘要】：文章結合跨京哈高速公路特大橋64 m+64 mT構0號塊施工，對BIM在預應力混凝土T構施工的需求進行了分析，從技術中提出BIM在預應力混凝土T構施工中的應用場景，總結出BIM技術在預應力混凝土T構中的應用思路，對類似工程具有參考價值。

【關鍵詞】：0號塊; BIM技術; 鋼筋工程; 預應力工程

TU741.3A

鐵路混凝土T構施工過程中，混凝土T構0號塊鋼筋密集，存在普通鋼筋及預應力管道空間干擾，混凝土下料孔與振搗孔不好布置，引起較多質量問題，尤其是T構支座附近，常出現混凝土不密實、底板內空洞、蜂窩麻面、混凝土松散離析及保護層大面積脫落等問題，嚴重影響了T構的質量。通過應用BIM技術對結構建模，可以有效解決普通鋼筋及預應力管道空間干擾問題，同時可以對下料孔及振搗孔進行合理布置，既提高了施工效率，也能保證施工質量。

1 工程概況

跨京哈高速公路特大橋共有64 m+64 mT構連續梁12聯，中墩墩頂0號節段長12 m，箱梁頂寬12.6 m，底寬7.0 m，中支點截面中心處梁高7.215 m。0號塊有橫隔板與剛臂墩，鋼筋布置較為復雜。

2 BIM技術在預應力混凝土T構中的應用

2.1 采用BIM技術核對0號塊結構設計

用Tekla軟件建立了T構0號塊BIM模型，在既有鋼筋圖的基礎上，通過BIM軟件提供的三維可視化空間，可以在既有鋼筋圖的基礎上，核對縱向預應力、橫向預應力、普通鋼筋等結構尺寸與位置信息，優化既有T構鋼筋設計，提前減少或避免鋼筋與預應力管道、鋼筋與支座螺栓等預埋件之間的干擾。并針對存在的問題提出整改措施。其中各部位BIM模型示意如圖1～圖4所示。

通過BIM模型發現剛壁墩鋼筋與橫向預應力鋼束干擾、豎向預應力筋與普通鋼筋干擾、縱向預應力筋與普通鋼筋干擾。如圖5～圖8所示。

針對核對出現的問題，提出如下解決方案，避免了鋼筋與預應力束間的干擾，具體調整措施為：優先調整橫向預應力鋼束，避開相關普通鋼筋;根據0號塊剛臂墩普通鋼筋布置情況，適當移動豎向預應力孔道位置;調整梁頂板底面鋼筋N2的長度，避免與預應力筋干擾。調整后N2鋼筋如圖8所示。

2.2 采用BIM技術布置下料孔與搗固通道

2.2.1 混凝土下料孔的布置

根據施工經驗，混凝土澆筑時自由傾落高度不得大于2 m，在零號塊與剛壁墩結合處分別考慮放置下料管，下料管采用外徑108 mm PVC管，為了滿足下料管布置，與布料管道干擾的縱向普通鋼筋在管道處截斷，其他普通鋼筋位置根據現場情況適當移動。同時在進行梁體鋼筋綁扎之前應按照設計院確定的下料管位置預埋。現場根據BIM圖調整了部分零號塊縱向鋼筋布置，保證現場能夠形成梁頂自上而下的下料孔通道，下料管設置位置如圖9～圖12所示。

建筑論壇與建筑設計白曉紅， 張蔓： BIM技術在預應力混凝土T構中的應用

2.2.2 外模振搗孔設計

外模開設振搗大窗分為2種情況：一種情況是零號段加寬處，另一種情況是0號段中支點處于腹板平齊處，不存在加寬部分。第一種情況時，加寬部分由于在與腹板平齊位置有一層腹板護面鋼筋阻隔，從頂板位置插入振動棒是不可能實現的，故采用在加寬部分側模上部每側開設2個50 cm×40 cm的振搗天窗，用于插入振動棒振搗加寬段凝土，還可以從此處觀察振搗情況。第二種情況，為加強零號塊混凝土振搗，在側模上距底板30 cm及60 cm開設8～10個直徑為100 mm的振搗孔，并與預制振搗通道對應。外模振搗孔設計位置如圖13、圖14所示。

2.2.3 內膜、中隔板模板及孔洞模板

考慮零號塊段內梁體截面變化較大，模板通用性差。為提高過人孔下混凝土密實度和現質量，在過人孔底模中心縱向等間距開設6個20 cm×30 cm振搗孔。底板處支座預埋件、落梁預埋件及阻尼器預埋件多，在底板處增加振搗孔。內膜、中隔板模板及孔洞位置如圖15、圖16所示。

3 結束語

應用BIM技術對新建京唐鐵路（64+64）m T構（共計12聯）進行建模，開展零號塊優化設計。通過零號塊優化設計能夠有效解決普通鋼筋及預應力管道空間干擾問題，同時就施工單位下料孔及振搗孔布置進行了施工深化設計，有效了提高了施工現場的整體進度，保證了現場的施工質量。

應用BIM技術優化、指導、完成T構的鋼筋優化，是工程項目建設的趨勢和發展方向，實踐證明，設計院開展基于BIM的模型優化，實現了真正意義上三維設計到施工全過程應用。

BIM技術在頂層規劃設計應用更為重要，隨著國家基礎設施投資的不斷增加，BIM技術在高速鐵路領域的應用前景廣闊，“BIM+”在企業中的作用日益明顯[2]。

參考文獻

[1] 彭志新.BIM技術在京雄鐵路轉體T構橋施工中的應用[J]. 鐵路建筑技術，2020（7）：67-70.

[2] 潘永杰，趙欣欣，劉曉光，等.橋梁BIM技術應用現狀分析與思考[J]. 中國鐵路，2017（12）：72-77.