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摘要：BIM技术是在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，BIM技术应用的基础是BIM模型，模型信息的高效应用是其最终目标。以某高速公路上跨铁路双转体桥工程为例，在精细化的BIM模型基础上开展了工程量统计、交通疏导模拟、动态碰撞检测、基于BIM的施工管理等方面的应用研究，有效地提高了钢桥双转体施工的质量、避免了工程重大返工、极大地提高了项目信息化管理和精细化管理的水平，为同类工程项目实施BIM技术应用提供了参考。
关键词：BIM技术；施工管理；双转体施工
The application of BIM technology for twin-turn construction of Cross-Railway steel bridge
Abstract:BIM technology is a multi-dimensional information model integration technology, it’s developed on the basis of computer aided design (CAD) and other technologies. The application of BIM technology is based on BIM model, and its ultimate goal is the efficient application of model information. Taking the project of Xingyan Expressway over Beijing-Baotou Railway Bridge as an example, we researched the application of the statistics of engineering quantity, the simulation of traffic guidance, the detection of dynamic collision and BIM-based construction management on the basis of the refined BIM model. And all the researches of application effectively not only improved the quality of steel bridge twin-turn construction but also avoid major rework of the project. Therefore the project management level of information and refinement was greatly improved. The level provided a reference for similar projects to implement BIM technology application.
Key words: BIM technology; model; construction management; twin-turn construction
1前言
BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术是在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。2011年5月住建部发布《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》明确提出了加快BIM技术在工程中的应用要求后，BIM技术在建筑工程领域的应用得到了快速的发展。随着BIM技术逐渐成熟，在公路工程建设过程中推广BIM技术应用成为趋势。2017年12月，交通运输部发布《关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》决定在公路水运工程中大力推进BIM技术的应用。公路桥梁作为整个公路工程中的关键节点工程，其工程质量控制、进度控制及安全控制等内容显得尤为重要，这也使其成为BIM技术应用的一项重要内容。
邵艳、丁璁错误！未找到引用源。论述了公路BIM的特点以及应用概况，从数字化建设、基于BIM的工程建设管理和工点BIM应用3个方面提出了公路BIM技术应用的实施路线；陈中治、望开潘错误！未找到引用源。从公路BIM模型组成和公路BIM模型等级两方面研究了公路BIM模型颗粒度等级、集合细度等级以及信息深度等级等内容，并提出了各个阶段公路BIM模型等级的要求；赵春雨、孙文亮错误！未找到引用源。从BIM技术安全管理架构着手，在施工安全管理过程中对BIM技术的应用进行了分析；林光明错误！未找到引用源。以怀化至芷江快速干道太平溪大桥项目为例，从场地布置、方案筛选、施工模拟以及技术交底等方面开展BIM技术在桥梁施工中的应用，有效实现了信息共享和管理模式升级；李非、司选舟错误！未找到引用源。分析了桥梁工程中BIM发挥的作用，讨论了设计阶段BIM技术应用内容，通过案例论述了桥梁工程设计中BIM技术应用的成效；王蒙、李军华错误！未找到引用源。对桥梁施工准备阶段、施工实施阶段的BIM应用内容进行了分析，并以某三塔四跨矮塔斜拉桥为例开展了BIM技术应用，取得了较好的效果；阮任辉等错误！未找到引用源。以矮寨特大桥为研究对象，探索了BIM技术在桥梁施工领域中的实施方案，并根据工程技术实践提出了BIM技术在工程项目管理中的应用框架；周华等错误！未找到引用源。以沪通长江大桥横港沙浅水区112m简支钢桁梁桥为例，研究了3D建模、碰撞校核、杆件编号、出图、材料清单编制等BIM应用内容，并开发了工艺余量添加及焊缝跟踪系统，有效地提高了钢结构桥梁的制造质量；张海华等错误！未找到引用源。研究了基于BIM技术的桥梁可视化施工应用技术架构、实施流程和方法，以新白沙沱长江特大桥为工程实践，提出了BIM技术在桥梁可视化施工中的应用思路和方法。本文则以工程实例为基础，开展跨铁路钢桥双转体施工中的BIM技术应用研究。
2工程概况
该项目位于北京市西北部、京藏高速公路以西。是北京市西北方向和中心城联系的一条重要干线道路。该项目上跨京包铁路桥工程，总长度311m，分幅设桥，单幅桥宽17.5m，两幅桥净距0.5m，全宽35.5m。
左幅桥型：（20+30+20）m先简支后连续预应力混凝土箱梁+2×56m钢箱梁T构+2×29.5m先简支后连续预应力混凝土箱梁+2×35m预应力混凝土现浇箱梁。
右幅桥型：（20+30+20）m先简支后连续预应力混凝土箱梁+2×29.5m先简支后连续预应力混凝土箱梁+2×56m钢箱梁T构+2×35m预应力混凝土现浇箱梁。
其中，2×56m钢箱梁T构为跨京包铁路主桥，与既有京包铁路斜交，交角为74.7°，采用平面转体法施工。转体钢箱梁T构位于左幅3#~5#墩，主墩4#墩；右幅5#~7#墩，主墩6#墩；先在工厂加工完毕，运输至现场后拼接，主墩转体长度102m，设置墩底转体球铰，转体角度74.5°。
该高速公路上跨京包铁路桥为分幅设桥，两幅间静距较小，同步转体涉及的设备、人员、安全隐患较多；同时，转体施工临近既有铁路和京藏高速公路，作业中既要保证两幅桥之间的安全，还要保证既有线路安全运行，满足临近线路界限和桥下净空要求，施工质量要求高，施工难度较大。
3BIM技术在双转体钢桥施工中的应用
3.1精细化BIM模型
在桥梁转体施工中球铰施工精度要求较高，是转体桥的核心构件。在转体施工开始前，根据施工图纸建立了精确的球铰模型（图 1）。同时，为了后续BIM模型可以用于指导施工，应用Revit软件创建了跨京包铁路桥可视化BIM模型（图 2）。
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图 1.球铰可视化模型
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图 2.兴延高速公路上跨京包铁路桥BIM模型
3.2工程量统计
工程量是进行工程造价、材料采购的重要依据。本工程中涉及的材料种类多、数量大，手工算量的方式难免出现错漏。工程中，通过精确的BIM模型对涉及到的各类材料工程量进行了提取汇总（图 3），用以指导施工材料采购，避免材料超采浪费，有效降低了施工费用和材料精细化管理水平。
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图 3.BIM材料统计汇总表
3.3交通疏导方案论证
兴延高速公路上跨京包铁路桥工程临近既有京藏高速公路，转体钢箱梁T构平行于京包铁路拼装施工时搭设满堂支架，占用京藏高速公路。为保证京藏高速公路正常通行和车辆运行安全，需进行交通疏导，并对方案的可行性进行论证。采用BIM技术根据车流统计情况对交通疏导方案进行了模拟分析，论证了交通疏导方案的可行性，保证了钢箱梁拼装作业的顺利进行和京藏高速公路的安全通行。
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图 4.交通疏导模拟分析
3.4动态碰撞检测
通常的碰撞检测内容为两个处于静止状态的模型实体间的检测，而实际施工中经常会遇到过程中的碰撞，比如桥梁转体过程中转体T构与已施工完成的下部结构间的碰撞。出现这种过程中的碰撞时，难免要进行调整而返工，增加工程成本。为了避免出现这种状况，施工前对项目双转体桥进行动态碰撞分析。通过检测发现，本工程在转体过程中Y4#、Y5#桥墩盖梁会与左幅钢箱梁转体T构发生碰撞；Z5#、Z6#桥墩盖梁会与右幅钢箱梁转体T构发生碰撞（图 5）。动态碰撞检测不仅形象生动地展示了碰撞部位以及碰撞程度，为调整构件施工顺序，确定施工方案提供了充实的指导，重要的是避免了因施工顺寻差错而导致的严重返工，为工程节约了成本。
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图 5.动态碰撞分析
3.5基于BIM的信息化施工管理
本工程中，采用BIM管理平台进行了进度管理、质量安全管理以及动态成本管理等内容的应用（图 6~图 8）。通过BIM管理平台的应用有效提高了信息共享效率、提高了项目信息化管理水平和项目精细化管理水平。
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图 6.基于BIM的进度管理
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图 7.PC端、Web端、手机端信息共享
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图 8.动态成本管理
4结论
1)本文从桥梁精细化建模、交通疏导模拟、动态碰撞检测、基于BIM的信息化施工管理等方面开展了BIM技术应用；
2)实现了BIM技术在跨铁路双转体桥施工过程中的应用；
3)有效地论证了跨铁路钢桥双转体施工交通疏导方案地可行性；
4)运用动态碰撞检测技术实现了双转体桥同时转体过程中的碰撞检查；
5)通过应用BIM精细化管理平台极大地提高了项目信息化管理和精细化管理的水平。
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作者简介：
孙金超（1990——），男，河南永城人，研究生，工程硕士，主要从事BIM技术的研究与应用工作。