BIM技术在阜阳颍河特大桥施工中应用研究

发表时间:2020/9/8   来源:《工程管理前沿》2020年4月第12期   作者:虞明松
[导读] 对阜阳颍河特大桥进行了介绍,从模型建立、具体应用和BIM协同管理平台的应用等方面对BIM技术在阜阳颍河特大桥施工中应用进行了介绍
        摘要:对阜阳颍河特大桥进行了介绍,从模型建立、具体应用和BIM协同管理平台的应用等方面对BIM技术在阜阳颍河特大桥施工中应用进行了介绍,并且探讨了BIM技术应用的效果。
关键词:BIM技术;特大桥施工;仿真
        BIM技术,是建筑信息模型(Building information modeling)的简称,BIM技术应用了三维数字化技术,在计算机上就能够完成三维模型的搭建,并且对各个构件赋予大量的几何信息以及非几何信息等,从而为建筑工程提供帮助。BIM技术自出现以来,发展十分迅速,在建筑工程中获得了非常重要的应用,很多大型建筑都应用了BIM技术,而且取得了非常好的效果。BIM技术在桥梁施工中具有重要作用,不仅可以提高施工的效率,而且可以优化施工流程,降低施工成本,因此将BIM技术应用到桥梁施工中具有重要意义,
1  工程概况
        阜阳颍河特大桥位于阜阳市口孜镇宁庄附近,全桥长度为1767m,该桥的主桥为(100+180+100)m单索面双矮塔斜拉桥,其中主梁应用了单箱三室大悬臂预应力混凝土连续箱梁,主墩为双肢薄壁墩。两侧跨越颍河大堤桥采用90m简支钢箱网状吊杆系杆拱桥,桥面系采用正交异性钢桥面。引桥上部结构采用30米跨径预应力混凝土组合箱梁,下部结构采用桩柱式桥墩、肋板台。
        阜阳颍河特大桥项目的特点在于主、引桥结构形式多样,而且部分位于平、纵结合的空间曲线上;主桥采用了单索面矮塔斜拉桥,主梁宽度为29m,采用悬臂吊装具有较大的施工难度;跨堤引桥为网状吊杆系杆拱桥,斜吊杆空间精确定位有一定施工难度;项目工期紧,多作业面平行施工,协调难度大。基于面临的这些问题,为了对多作业面施工管理进行协调,确保施工可以高效、安全进行,保证施工的质量,在施工过程中采用了BIM技术。
2  BIM技术在阜阳颍河特大桥施工中应用
        在阜阳颍河特大桥施工中应用BIM技术,预期达到以下目标:一方面,通过应用BIM技术来实现对施工进度的模拟、工艺模拟、碰撞检查、数字信息化建造、物料模拟等,从而对传统的施工工艺进行改进,降低施工成本,提高施工效率,节约工期,同时更好地保证施工的质量;另一方面,通过应用BIM技术来对施工管理进行管理,通过构建BIM模型将施工资源和安全质量等信息进行集成,从而实现对施工进行可视化管理,从而对施工进度进行更好地控制,对人力、物力、材料和设备等进行优化配置,同时更好地保证施工的质量和安全。
2.1  BIM模型建立及应用
2.1.1  BIM建模流程
        阜阳颍河特大桥施工中应用BIM技术,首先,要建立BIM模型,BIM模型建立应遵循以下流程:首先,要对施工图纸进行审核,并对施工图纸数据进行整理;其次,通过对数据进行整理,进行建模任务分布;再次,建立下部结构、上部结构零件族,建立附属结构零件族,并对族的正确性进行检查,若发现错误要重新构建,并再次进行检查,直至正确;再次,拼装成嵌套共享族;最后拼装成整桥模型,并整理出问题报告。
        其中,桥梁构件族的建立是重要的环节,分别建立下部结构零件族、上部结构零件族和附属结构零件族后,对构件族进行组装和定位,使用Civil3D进行路线平、竖曲线设计,然后将这些数据导出,整理出建模参数信息,构建出建模数据库。应用Dynamo软件,可以实现可视化编辑,进而调取桥梁设计数据,在revit软件中进行模型组装。根据桩基坐标表来确定桥梁平面的位置,然后按照设计图纸的高程数据,按照从上到下的顺序进行桥梁模型的组装,最后将其和Civil3D三维道路设计线进行闭合验证。构建出的桥梁BIM模型如图1所示:

图1  桥梁BIM模型
2.1.2  BIM模型应用
        在BIM模型建立完成之后,主要进行以下几方面的应用:
        (1)设计查错。在本项目中,桥梁所使用到的零件种类繁多,而且涉及到众多的单元规格,容易出现错误。通过利用BIM信息模型,在Revit软件上就能够对构件工程量和坐标信息高程等进行详细的检查,而且还可以对复杂部位,包括主桥塔梁固结和跨地桥孔梁节点等位置进行碰撞检查,从而检查出设计错误。在本项目中,利用这一技术一共查找出图纸中的错误和冲突40余处,在找出问题会后,和设计部门进行了沟通,对设计问题进行了调整,从而避免了施工中可能出现的问题,提高了施工的效率,降低了施工成本。
        (2)动态碰撞检查。通过应用BIM模型,将其导入到施工模拟软件之中就能够实现对施工过程的动态模拟,及时发现设计中存在的碰撞冲突等问题。
        (3)复杂节点施工模拟。BIM模型具有可视化的特点,应用其这一功能和施工组织方案们可以制作出施工模拟视频,通过其可以对多套施工方案进行模拟,对施工方案进行比对,确定出最佳的施工方案。利用其还可以对施工人员进行可视化交底,使施工人员全面了解施工过程,从而提高施工的质量,保证施工的安全性。
        (4)钢结构施工。通过应用BIM技术,可以生成钢结构深化图纸。利用点扫描技术能够建立构件实测模型,然后利用BIM软件中的拟合法,对实测模型和设计深化模型的误差进行分析,完成实测模型的预拼装,并输出调整的坐标,根据获得的信息可以对现场安装工作进行正确的指导,提高施工的准确性。
2.2  BIM协同管理平台的应用
        BIM协同管理平台具有以下功能:
        (1)轻量化管理。将BIM模型上传到协同管理平台,利用其可以对模型进行轻量化,从而使该模型可以在各种终端进行查看,利用该平台,用户可以在各个终端对BIM轻量化模型进行操作,包括剖析、测量和漫游等。
        (2)文档管理。利用该平台可以实现多终端资料的同步,对资料版本进行管理,同时还能够实现资料和BIM模型进行双向的关联。
        (3)进度管理。利用该同台可以实现对施工质量的管理,该平台具有施工计划的实时编制和反馈等功能,从而可以使管理人员更好地了解施工的具体情况,对项目进度进行更好地掌控,基于其可以创建计划,并对计划进行跟踪、反馈、延期预警等,从而实现对项目进度状态的实时反映;其还能够实现BIM模型和计划节点的关联,进行对施工进度进行立体化、可视化的展示;此外,其还能够提供计划数据统计和分析的功能,从而为项目进度的管控提供准确的数据支持。
        (4)质量、安全管理.其能够实现问题、现场痕迹和文档资料等三方面的管理,从而为管理人员提供相关信息,实现施工问题的实时跟踪。
        (6)物料管理。应用该系统还可以实现物料管理,该系统能够自动生产物料清单,并对流程进行跟踪;可以生成二维码,对物料状态进行跟踪,可以实现溯源;同时,其还能够将物料数据和BIM模型进行关联,从而对物料状态进行至关的显示。
3结论
        通过在阜阳颍河特大桥施工中应用BIM技术,取得了以下几方面成果:首先,建立模型,能够查找出设计方案中存在的问题,从而实现了图纸问题的及时调整,并对施工组织方案进行了优化;其从,通过进行钢结构的预拼装,提前确定了钢结构安装中存在的问题,从而提高了实际施工的效率和准确性;最后,通过应用BIM协同管理平台,有效地提高了施工管理的效率。总之,通过在在阜阳颍河特大桥施工中应用BIM技术有效的提高了施工的质量和效率,降低了施工成本,为企业创造了更大的经济效益。
参考文献
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