基于BIM的鋼管混凝土系桿拱橋施工進度管理分析

（中鐵二十五局集團第一工程有限公司，廣東廣州 510400）

橋梁工程的施工進度由于受人為、資源、環境、技術等方面的影響，導致施工項目延期。傳統的施工進度管理主要采用橫道圖、網絡圖等方式進行管理，施工方在編制進度計劃時，主要依靠積累的經驗完成，無法保障施工進度，各項目間的關系混亂[1-2]。為解決當前工程施工中存在施工進度延誤問題，本文以實際案例上新跨長深高速大橋作為研究對象，通過分析橋梁工程在施工進度管理中的影響因素，探討傳統橋梁在施工進度管理方式上的不足。采用Navisworks將施工進度表連接到Revit建立的建筑模型中，建立相應的4D模型進行模擬分析。

1 橋梁工程施工進度管理的影響因素

（1）環境因素：工程所在地的地質條件較為復雜，施工場地較為狹窄。

（2）技術因素：不同專業設計存在沖突或專業壁壘，未明確新技術的規范、標準、工藝、方法等。

（3）人為因素：工人自身素質較低，材料設備供應商供應不及時。

（4）資源因素：資金到位不及時，工程材料供應不足，施工機具配置過少，不滿足使用要求[3]。

2 傳統橋梁施工進度管理方式的不足

傳統的工程項目進度管理方法涉及事后控制，當實際進度偏離計劃進度時，應根據具體情況制定相應的糾正措施。在實際結構中，發現偏差后再采取糾正措施，使用的施工時間較長。

傳統工程項目制定和控制進度計劃，一般采用橫道圖、網絡圖等方式。施工進度控制中出現設計變更、環境變化等狀況時，調整和優化過程較復雜，實際進度易偏離計劃進度，使施工進度計劃控制作用失效[4]。

施工項目涉及多個單位，各部門之間的交流不方便、難以協調。在執行項目的過程中，如果出現進度偏差等問題，應定期召開例會就問題展開討論。實際施工中，無法及時召開例會，影響施工進度的推進。

3 基于BIM的4D進度管理

3.1 基于BIM的4D進度模擬

4D技術與進度表相關的時間信息、動態3D模型相結合，生成4D施工進度模型。為了探討BIM技術4D施工進度模擬的價值，采用BIM技術，以上新跨長深高速大橋為工程背景，使用Navisworks將施工進度表連接到Revit建立的建筑模型，建立相應的4D進度模擬模型。

通過分析實際與計劃的偏差，以制定糾偏措施、調整進度計劃，使管理者明確變更方案帶來的影響，有助于管理者合理分配人、材、機等資源，并根據實際狀況合理安排施工進度和施工場地布置。有助于工作人員對復雜工藝、新工藝進行模擬操作，加強工作人員間的溝通，減少施工項目信息流失，提高管理人員的工作效率。

3.2 基于BIM的4D虛擬建造技術

3.2.1 工程簡介

新建鐵路贛州至深圳客運專線上新跨長深高速大橋位于河源市東源縣藍口鎮。上新跨長深高速大橋為雙線橋，線間距5.0 m，在1#墩和深圳臺間以1～72 m系桿拱橋跨越長深高速，交點高速里程為K3433+960。

基礎使用鉆孔樁，1#墩使用直徑1.25 m的樁基礎。設計樁長50 m，呈矩形布置；深圳臺采用11根直徑1.5 m樁基礎，設計樁長50 m，呈梅花形布置。

樁基礎按摩擦樁設計，1#墩承臺尺寸20 m×9 m，承臺高2.5 m；深圳臺承臺尺寸19.4 m×10 m，承臺高3 m，拱橋設計采用預應力混凝土系梁，鋼管混凝土系桿拱。

3.2.2 基于BIM的進度計劃編制

將3D模型與進度計劃相關聯，一般選用橫道圖編制施工進度計劃。

3.2.3 3D建筑信息模型的創建

本工程利用Revit完成3D建模的創建，完成上新跨長深高速大橋拱橋上部結構、下部結構、橋梁附屬設施等構件的建模后，根據每個組件的空間位置，編制橋梁的整體模型。

3.2.4 4D建筑信息模型的生成

根據施工進度表和橋梁模型工作組的完成情況，使用BIM 4D施工進度管理平臺中的4D模型創建功能，將模型中的施工工作組與時間表任務相連接。當施工工作組與施工進度計劃匹配時，可使用手動匹配、設置規則自動匹配。

Navisworks環境下施工進度模擬界面如圖1所示。

3.3 基于BIM的場地布置

上新跨長深高速大橋為避免影響高速的交通，施工場地布置安排較為重要。通過BIM技術，創建施工場地模型，可明確其與周圍環境的關系，及時指出現場的實際情況，以根據給定時間的實際情況修改各設施的位置，如物料存放地點、物料加工區等。

在施工過程中，預先預測可能需要調整的區域，并盡快制定相應的調整計劃，避免二次處理，可通過模擬施工機械的運行，減少安全問題。

3.4 施工工藝模擬

由于施工人員自身的限制，在施工過程中會碰到較多的問題，難以掌握復雜技術、新工藝技術，通過模擬施工工藝，對施工人員進行專業指導，利用模擬動畫可使施工人員明確工程難點、工作危險點，可避免出現工程返工、不合格等現象。

拱肋吊裝對稱安裝如圖2所示，合龍施工過程示意如圖3所示。

圖2 對稱安裝圖

圖3 合龍示意圖

3.5 基于BTM的進度控制和對比

3.5.1 實際施工進度信息的處理

傳統方法計算得到實際完成工程量占總工程量的百分比，在橫道圖上對比實際進度與計劃進度，但這種方法只能在數量上對比實際進度與計劃進度，無法獲知已完成工程的實況判斷實際工程是否滿足質量、設計等要求，無法綜合每項工作的施工資料及變更、驗收資料等信息對施工進度進行全面分析。

3.5.2 實際施工進度信息的標記顯示

基于BIM的4D施工進度管理使用圖形、模型和其他直觀方法傳達實際的施工進度，可明確體現實際進度與計劃進度的區別。使用不同顏色標記BIM模型中構件，以區分已完工程、未完成的項目；將實際的進度信息添加到構建模型中，使用不同的顏色表示按時間早、晚完成的組件，并對組件進行不同的處理；將實際建筑物與BIM模型進行比較，驗證實際施工與計劃間是否存在偏差，施工方應根據具體情況進行相應的改動。

4 結語

橋梁工程施工進度管理受人為、資源、環境、技術等方面的影響，傳統施工進度管理中，二維圖紙的形象性、直觀性較差，無法對實際進度進行實時跟蹤。基于BIM的鋼管混凝土系桿拱橋施工進度管理，可通過分析橋梁工程在施工進度管理上的影響因素，探討傳統橋梁在施工進度管理方式上的不足，采用Navisworks將施工進度表連接Revit建立的建筑模型，建立相應的4D模型進行模擬分析。保證了施工場地布置的科學性和合理性，解決施工疑難、復雜技術，掌控實際施工進度，有效解決了工期拖延、信息協商等問題，提升了工程項目的經濟效益。