BIM碰撞檢測技術在斜拉橋主塔中的應用

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

BIM碰撞檢測技術在斜拉橋主塔中的應用

范凌翰

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

隨著社會信息化的飛速發展，為適應信息化時代市場的發展趨勢，BIM技術在建筑業的各個領域的應用越來越廣泛。碰撞檢測是BIM技術廣泛應用中最為直觀的功能之一且具有相當大的應用價值。本文以某斜拉橋為工程背景，對BIM碰撞檢測技術在斜拉橋主塔中的應用進行了概述及分析。

BIM；碰撞檢測；斜拉橋；主塔；

0 引言

當今BIM是中國建筑業中最熱門的話題之一。在國內BIM的應用正處于探索研究、起步的階段,在高校、軟件、設計、施工行業都分別展開了BIM技術的開發和應用研究。國內相關行業經過這幾年對BIM研究和應用,取得了一些研究成果和實踐經驗,例如滬昆客專北盤大橋、新白沙沱長江大橋等。但是對于整個中國建筑業來說，BIM技術仍然是一個較為陌生的技術，需要投入更多的資源進行探索研究。

信息化是建筑產業現代化的主要特征之一,BIM技術的應用是建筑業信息化的重要組成部分，必將極大地促進建筑領域生產方式的變革。為適應信息化時代市場發展趨勢，許多建筑行業的建設單位、設計院等都組建了自己的BIM團隊，將BIM技術應用于項目設計、施工管理中，提升工作質量和效率。

目前，橋梁結構設計的形態造型等越來越新穎、復雜，在大型、特大型橋梁領域中，給施工單位帶來嚴峻考驗，而利用BIM建模軟件，創建包含完整建筑工程信息的三維數字模型，能夠更有效地進行橋梁施工管理、大幅度地減少橋梁設計與施工沖突所需要的返工。

1 BIM碰撞檢測技術的應用

此次結合斜拉橋主塔施工的工程特點，運用Autodesk-Revit進行精細化建模，研究探索BIM技術在斜拉橋主塔中的實際應用。橋梁 BIM模型構建技術是運用BIM 建模軟件建立參數化3D和4D橋梁BIM模型，運用信息模型基礎數據為橋塔施工服務，為橋塔建造提供信息化交流平臺，為實現橋塔建造的可視化、施工進度控制動態化、信息數據采集智能化提供技術支持。

主塔采用H形橋塔，塔柱在縱橋向和橫橋向都為變截面形式，截面變化較復雜，鋼筋長度隨截面而變化，鋼筋數量多且鋼筋形狀中存在異性鋼筋，加大了鋼筋建模的難度。鋼錨梁等結構預埋件、預應力管道和斜拉索體系等空間位置布置要求苛刻。索導管安裝定位精度要求高、其精度會直接影響斜拉索安裝質量和全橋受力體系。

該斜拉橋主塔施工為標段控制性工程，具有以下特性：

（1）氣候環境惡劣，施工工作窗口時間較短；

（2）高墩為變截面空心形式，結構構造復雜；

（3）索塔區為預應力結構，鋼筋眾多，普通鋼筋與預應力管道縱橫交錯；

（4）主塔錨固區鋼牛腿與斜拉索錨固齒塊交叉處結構復雜；

（5）主塔施工為該橋控制性分項工程，合同工期緊，施工進度壓力大。

施工過程中將會遇到預制鋼構件、鋼筋、混凝土等材料的進場、周轉，水平、垂直運輸等大量的復雜工序，管道精準預留定位繁瑣，鋼筋與管道沖突頻現，鋼筋加工綁扎任務重等問題，向技術工人進行技術交底具有一定的難度。

針對上述問題，研究該斜拉橋主塔BIM 模型的建立，尋求 BIM 的技術解決方案，確保主塔施工質量、安全和進度很有必要。

基于Navisworks軟件進行專業的碰撞檢查，將碰撞點準確地反饋給設計和施工人員，及時進行設計方案的優化，解決預埋件與主體結構、預埋件與預埋件之間的空間碰撞的問題。利用BIM技術進一步進行總體施工部署的優化，防止出現不必要的返工，耗費設計人員和施工管理人員時間和精力，影響工程進度和質量，從而達到降低施工成本、增加施工效率的目的。

本次檢查根據設計圖紙，利用Autodesk-Revit軟件對斜拉橋主塔及斜拉索預埋橋塔部分進行了精確的建模，并利用Autodesk-Navisworks對所建三維模型進行了碰撞檢查。

模型建立包括：主塔模型，如圖1所示。主塔內預埋件（鋼錨梁、牛腿、斜拉索錨固齒塊、斜拉索索導管、預應力管道布置）、鋼筋部分。為了電腦運行流暢，在不影響檢查結果情況下利用主塔對稱布置的性質，部分鋼筋模型建立1/2截面。

圖1 主塔結構模型

將主塔劃分區段，利用 BIM建模軟件 Revit Structure 建立斜拉橋各個區段的構件族庫，再利用建立完成的各個區段的族庫逐步建立完整的斜拉橋的信息化模型。利用Navisworks軟件進行模型內構件的碰撞檢測，其結果如下：

檢查項目 直接檢側碰撞數

I區錨固區預應力筋與鋼錨梁 0

I區錨固區預應力筋與I區鋼筋 421

鋼錨梁與主塔I區鋼筋 43

錨固區預應力筋與斜拉索錨固齒塊 4

錨固區預應力筋與斜拉索錨固齒塊鋼筋 53

斜拉索錨固齒塊與II區鋼筋 135

斜拉索錨固齒塊鋼筋與II區鋼筋 132

錨固區預應力筋與II區鋼筋 459

上橫梁預應力筋與上橫梁鋼筋 304

上橫梁預應力筋與錨固區預應力筋 64

上橫梁預應力筋與主塔II區鋼筋 347

上橫梁鋼筋與II區錨固區預應力筋 6

III區鋼筋與橫隔板鋼筋 51

下橫梁預應力筋與下橫梁鋼筋 3568

下橫梁預應力筋與IV區鋼筋 1693

2 結語

BIM技術使得施工設計圖紙3D可視化，有利于開展施工方案的優化和決策支持。通過建筑信息模型，直觀展現建設項目的進度計劃并與實際完成情況對比分析，了解實際施工與進度計劃的偏差，合理糾偏并調整進度計劃。在信息化時代，BIM技術的發展將極大的促進建筑業的發展。

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