BIM技術在橋梁工程裝配式模板動態周轉中的應用

李勇

（大西鐵路客運專線有限責任公司，山西 太原 030001）

橋梁工程作為目前交通工程中一種主要型式，無論是在鐵路，還是在公路、市政等領域均被普遍采用，占有很大的比例，也越來越被重視。橋梁工程中的墩身起著舉足輕重的作用，無論是外觀質量、實體質量，還是施工進度，都是施工過程中卡控的關鍵。而墩身施工使用的模板對墩身的質量和進度起著至關重要的作用。但在橋梁墩身施工中，經常出現模板周轉次數少、人員停工待料、模板閑置、模板不足影響施工進度、模板制作多造成成本浪費等問題。針對上述問題，各施工單位采用了各種措施進行預防、避免，但效果參差不齊，且大多采用加強溝通、監管措施，采用信息技術措施的相對較少。本文以新建太原至焦作鐵路晉中特大橋墩身施工為例，通過利用BIM技術信息手段，提前策劃模板數量及對應搭配部位，過程中實時監控，并靈活調配，有效解決了橋梁墩身施工中的模板的配置和周轉、調配問題，為類似工程施工提供借鑒經驗。

1 工程概況

太焦鐵路晉中特大橋位于晉中市榆次區、太原市小店區、清徐縣境內，中心里程為DK23+319.29，橋梁長 30 440.54 m，共有923個墩臺，最大墩高 26.5m。本橋采用雙線圓端形實體橋墩、雙線矩形異形墩、框架墩等，橋臺為雙線一字型橋臺，基礎均采用鉆孔灌注樁基礎，共有樁基9 494根，923個墩臺。墩身有直墩、有45∶1坡度墩、有50∶1坡度墩。

2 墩身模板配置中容易出現的問題

由于橋梁墩身有各種不同的型式，在配置策劃時，按照理論進行匹配，但當現場實際情況有變時，容易出現有的墩模板供應不上、停工待料、部分模板閑置等情況；在墩身施工中，由于監管不到位，一些模板施工周期過長，造成模板周轉次數少；也有的在施工過程中，發現進度滿足不了要求，再增加制作模板，既耽誤進度，又增加了成本；也有的在前期制作模板過多，造成部分模板周轉不了幾次，造成了成本浪費；由于溝通、管理不到位，在各區域使用調配中出現同時需要或同時閑置同類型的模板，無法實現資源的有效利用。

3 BIM技術在模板周轉中的應用

3.1 建模

根據橋梁設計資料，對橋梁結構建立三維立體模型，將整個橋梁的各個部位、各個構件在模型中體現出來，特別是橋梁墩身的模型、結構尺寸，工程量等相關內容，同時，將施工計劃安排、隊伍部署計劃等一并納入BIM系統。

3.2 橋墩模板自動配置與方案優化

通過設定墩身標準節與調整節模板高度，實現全橋墩身模板的自動匹配，從而消除了人為分析的困難。模板自動匹配如圖1所示。

圖1 模板自動匹配

快速查詢任意橋墩與任意區間內橋墩所需模板類型，并能快速統計出不同型號的模板用量。模板快速統計見圖2.

通過設定相應的模板數量，系統可基于工期，橋墩數量與類型快速進行模板配置方案的驗證，并進行相應的優化。方案優化如圖3所示。

3.3 施工進度安排與模板周轉優化

系統可基于計劃工期、工效指標、關鍵節點工期等進行橋梁施工計劃的快速安排，并且可根據現場實際情況的變化對施工計劃做出快速的調整與優化。工期安排如圖4所示。

圖2 模板快速統計

圖3 方案優化

圖4 工期安排

將BIM模型構件與進度計劃關聯，同時，通過將各項進度計劃對應的技術任務、試驗任務等相關配套任務分派給相關責任人，加強計劃的落實；實現模型進度與現場進度的同步顯示，通過與實際進度的對比，將現場進度偏差直觀地反映出來。工期對比如圖5所示。

圖5 工期對比

通過同步跟蹤分派任務的處理情況，實現對進度計劃及各部門日常工作的跟蹤和檢查，不僅改變了傳統二維工期排布方式，也有力保證了各項節點工期的按計劃完成。任務跟蹤與檢查如圖6所示。

圖6 任務跟蹤與檢查

3.4 現場模板的動態管理

通過運用BIM技術的三維可視化優勢，對模板的整修、支模、拆模、閑置等狀態進行實時動態監控，使項目管理人員能夠及時掌握現場的具體情況，加強橋墩模板的現場管控，實現了對模板使用情況的實時跟蹤。模板動態管理見圖7.

通過對模板使用部位、使用狀態以及使用時長的統計分析，可體現出現場施工班組的施工能力，以及現場的機械配置情況，加強項目決策層快速的反應能力。模板使用統計如圖8所示。

圖7 模板動態管理

圖8 模板使用統計

4 模板周轉應用效果分析

以晉中特大橋478#墩～570#墩模板使用為例，截至目前，從應用效果分析得出，模板計劃平均周轉率為68.8%，平均空閑率為31.2%，而采用BIM技術后，模板實際平均周轉率為87.4%，比計劃提高了18.6百分點；平均空閑率為12.6%，比計劃提高了18.6百分點。應用效果分析見圖9.

5 結論

通過BIM技術的綜合應用，使項目在晉中特大橋墩身施工中大大節約工期；通過模板配置及周轉優化節約直接成本約120萬元；借助BIM手段，通過加強現場墩身模板的管控，使模板的周轉率有了明顯的提高；間接促進了各作業班組的施工工效，優化了作業工效，加快了項目的施工進度，提升了管理水平；打破了傳統的粗放式項目管理，為進一步提高項目的精細化管理水平提供了有力保障。

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