BIM技術研發及在工程實例中的應用探討

鄭毅強

摘? 要：以運城市河東西街延長線跨南同蒲鐵路主橋建設項目為例，介紹了BIM技術在工程實例中的應用。針對工程的特點，合理利用BIM技術進行預判分析。根據碰撞檢查結果，及時調整工序，規避了左右幅支架位置重疊部分不能同時搭設的難題;模擬現場施工場景，優化了吊裝方案，使后續施工順利開展，同時降低了工程成本，縮短了施工工期，取得了良好的經濟效益。

關鍵詞：BIM技術研發? 實例? 應用探討

中圖分類號：TU17 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（b）-0043-02

伴隨著電子信息技術的迅猛發展，BIM技術開始廣泛應用于工程建設領域。該文以運城市河東西街延長線跨南同蒲鐵路主橋建設項目為例，探索BIM技術在輔助設計方案決策與施工方案優化方面的實踐，旨在提升BIM技術模擬仿真的準確度與可靠性，為今后的BIM應用提供有效的技術支持。

1? 工程實例概況及重難點分析

1.1 工程概況

運城市河東西街延長線（鳳凰路-圣惠路）建設項目跨南同蒲鐵路預應力鋼筋混凝土連續梁為左右分離式立交橋，寬25m、雙向六車道，采用掛籃懸臂澆筑施工。該公路橋線路斜交既有鐵路走向，從西往東依次分別為貨場專用線（牽出線）、南同蒲鐵路線和鹽化專用線，梁跨為（57+100+57）m，連續梁結構總長度為213.84m。

1.2 工程重難點

該工程兩側主橋和引橋已施工完畢，施工場地周圍是既有排洪渠和3條鐵路既有線，同時主橋需要上跨3條鐵路既有線，施工難度大、精度要求高、技術較復雜。因此，在確保既有線和客車通道安全運營的前提下，一是要順利完成既有線上方掛籃懸澆施工;二是要天窗點內掛籃行走;三是在狹窄的場地內合理安排大型機械站位和行走路徑是該工程的重點和難點。

2? 應用BIM技術研發的必要性

為確保該工程順利實施，在正式施工前需提前進行以下工作。

2.1 場地規劃

由于受現場地形限制，施工場地比較狹窄，只能在既有排洪渠和既有鐵路護網之間進行總平面布置，需要通過對場地進行規劃和分析，根據該工程現場實際情況做出最符合實際情況的場地規劃、大型機械走行路線、總體布局等關鍵決策。

2.2 管線綜合

該工程使用鋼筋品種和數量較多，同時還使用了金屬波紋管和精軋螺紋鋼，因此，在施工前必須考慮施工過程中可能出現的碰撞、沖突，以盡量避免可能產生的成本增加和工期延誤。

2.3 施工組織模擬

通過對施工組織的模擬，能夠非常直觀地了解整個施工安裝環節的時間節點和安裝工序，并清晰地把握在安裝過程中的難點和重點，并對原施工方案進行優化和改善，從而提高施工效率和施工方案的安全性。

綜上所述，為確保該工程順利進行，選擇使用BIM技術進行研發并在該工程中實際應用。

3? BIM建模及應用實施

在對工程圖紙和現場實際情況進行分析研究的基礎上，確定BIM建模要滿足3點要求以保證仿真模擬的準確。一是要保證建模信息的完整性。使用Reivt api為基礎對橋梁主體設計和現場施工場景進行建模，包括工程結構、建筑材料、各構件之間和大型機械之間的各種邏輯關系，根據它們之間的相互關系進行現場精確布置和后續試驗。二是要保證建模信息的相關性。信息模型中的對象是相互聯系且可以識別的，利用相關軟件對建模的信息進行統計和分析，并生成相應的三維圖形，若其中某個因素發生變化則與之關聯的其他因素均會自動更新，從而確保建模信息的相關性。三是要保證建模信息的精確性。該工程由于場地狹窄且兩側引橋已完成，因此要求建模信息要詳細、精確、完整，經過研究確定采用毫米級的精確度進行此次建模。建模主要參數下所述。

混凝土標號：C55;鋼筋：HRB400、JL32mm高強精軋螺紋鋼;預應力管道：金屬波紋管;外徑：Φ114;壓漿：真空壓漿工藝;坡度：i=3.971‰、-3.977‰;左、右幅橋面寬：12m;兩幅連續梁之間凈間距：1m;箱寬：6.6m;兩側翼緣板懸臂長：2.7m;主梁根部梁高：6.5m;主梁高跨比：1/15.38;跨中及邊跨端部梁高：2.5m;跨中及邊跨高跨比：1/40;主梁梁高變化采用二次拋物線：H=0.001772853x2+（2.5m）。

建模完成之后，首先，使用輕量化技術手段在該工程實施前期進行輕量化轉碼處理，根據工程工期安排，進行施工流程模擬，通過軟件碰撞檢查功能進行結構碰撞檢查，實現虛擬施工分析，直觀解決空間關系沖突。其次，充分利用BIM的三維可視化功能再加上時間維度進行模擬施工，合理安排大型起重設備的站位及行走路徑，以便減少施工過程中大型機械的移動次數和對地基處理的投入。

4? 應用BIM技術效果

（1）通過對主梁支架進行碰撞檢查，發現由于現場地形狹窄，左右幅支架同時搭設時會發生部分碰撞，如圖1所示。通過三維可視圖逐項對碰撞點進行判斷、解讀和分析，確認左右幅支架同時搭設時發生部分實際交叉碰撞，且為非合理碰撞，如圖2所示。根據BIM分析結果，及時調整了工程流程安排，規避了重疊部分無法同時施工的問題，減少了在建筑施工階段的錯誤和返工。

（2）通過模擬大型機械站位、走行和同時作業時的工作半徑及相互影響，及時反饋進行調整，優化了吊裝施工方案，將原方案中6臺300t吊車縮減至1臺500t、1臺200t和1臺100t吊車，共計減少租賃費用80余萬元。

5? 結語

該文以運城市河東西街延長線跨南同蒲鐵路主橋建設項目為例，介紹了BIM技術研發并在工程實例中的應用。通過使用BIM技術在工程實施前對施工過程進行模擬，能在實際施工前了解所有構件在實際結構中的相互關系，避地免非合理碰撞的發生;通過對施工場地進行模擬，能清楚地了解施工機械走行和作業時與既有線的關系，避免施工機械侵入既有線限界影響行車以及施工機械同時作業時發生相互干擾。施工結果證明了BIM建模仿真的正確性，充分發揮了BIM技術的預警作用，為今后BIM技術在研發打下了良好的基礎。

參考文獻

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