BIM技術(shù)在三賢路跨雁棲湖大橋施工中的應(yīng)用

馬 馳，趙世偉，于慧江，王 永

（中建一局集團(tuán)第二建筑有限公司，北京 102600）

1 工程概況

三賢路跨雁棲湖大橋?yàn)闁|西向布置，全橋位于圓曲線、緩和曲線及直線上，西側(cè)橋梁起點(diǎn)樁號(hào)K0+754.500，東側(cè)橋梁終點(diǎn)樁號(hào)K1+325.500，橋梁全長(zhǎng)571m。上部結(jié)構(gòu)主橋采用55m+90m+55m變高鋼箱連續(xù)梁，引橋采用40m跨預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；下部結(jié)構(gòu)采用肋板臺(tái)、門(mén)式框架墩；基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.8m，設(shè)計(jì)為嵌巖樁。

引橋上部結(jié)構(gòu)采用40m一跨的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，分幅設(shè)置。標(biāo)準(zhǔn)段單幅橋面頂寬24.99m，第一聯(lián)左幅橋面頂寬由28.49m漸變至24.99m，兩幅橋之間設(shè)置2cm縫。單幅橋上部結(jié)構(gòu)采用單箱三室大箱梁，梁高2.5m。箱梁頂?shù)酌姹３制叫校瑯蛎?.5%橫坡通過(guò)整體剛性旋轉(zhuǎn)形成。主梁左右兩側(cè)懸臂均為4.0m，懸臂端部厚22cm，懸臂根部厚度65cm；頂板全跨厚度為25cm；箱梁底板厚度為22cm；腹板厚度50cm；腹板、底板及頂板在支點(diǎn)附近均局部加厚，由50cm變至100cm。中支點(diǎn)橫隔梁厚度為3.0m，邊支點(diǎn)橫隔梁厚度2.0m。1號(hào)及11號(hào)橋墩處為滿足布置漢闕建筑的需求，主梁在順橋向4m（跨徑線前后各2m）范圍內(nèi)取消外側(cè)懸臂（橫向4m范圍）。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1 鋼箱梁加工前的三維模擬

鋼箱梁預(yù)制構(gòu)件在橋梁工程中應(yīng)用廣泛，該橋在施工過(guò)程中限于場(chǎng)地和經(jīng)濟(jì)因素，未在施工現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)預(yù)制場(chǎng)地，選擇在預(yù)制構(gòu)件廠進(jìn)行構(gòu)件定制。設(shè)計(jì)部門(mén)、施工方及預(yù)制構(gòu)件廠三者之間存在溝通效率低的問(wèn)題，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的效能產(chǎn)生不利影響。BIM技術(shù)可為預(yù)制廠提供全面信息，提高其工作效率和準(zhǔn)確性。首先，設(shè)計(jì)部門(mén)、施工方及預(yù)制構(gòu)件廠三方將參數(shù)變化和現(xiàn)狀需求通過(guò)端口傳送，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享；其次，通過(guò)BIM模型實(shí)現(xiàn)構(gòu)件詳細(xì)資料的三維重現(xiàn)，明確加工工序，嚴(yán)格控制加工成型質(zhì)量。鋼箱梁加工工序三維模擬如圖1所示。

圖1 鋼箱梁加工工序三維模擬

2.2 鋼結(jié)構(gòu)支撐受力計(jì)算

在鋼結(jié)構(gòu)支撐體系方案編制過(guò)程中，工程技術(shù)人員利用BIM軟件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐進(jìn)行模型創(chuàng)建、不同受力階段受力分析及計(jì)算，以驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)的安全性。最終成功對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系方案進(jìn)行優(yōu)化，有效保障了后續(xù)施工的安全及質(zhì)量。

2.3 鋼箱梁吊裝模擬

該項(xiàng)目施工場(chǎng)地狹小，周?chē)迩f較多，而且施工場(chǎng)地有一處河流經(jīng)過(guò)，綜合考慮各因素后選擇履帶式起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)，作業(yè)半徑為14～20m。施工方案編制過(guò)程中，利用BIM技術(shù)將鋼箱梁吊裝過(guò)程制作成三維模型，同時(shí)將工藝、計(jì)劃方案等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行過(guò)程模擬，并在此模擬過(guò)程中針對(duì)預(yù)制構(gòu)件的吊裝施工工序是否恰當(dāng)、是否符合施工管理等存在的問(wèn)題展開(kāi)分析，從而優(yōu)化施工方案。最后將模型制作成有指導(dǎo)作用的演示文件，并與施工方案有效結(jié)合，達(dá)到指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的目的。

2.4 預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉端模板加固體系

該橋梁下部采用墩柱加蓋梁的結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力施工是保證蓋梁安全使用的一項(xiàng)重要指標(biāo)，蓋梁張拉端模板的加固支撐是保證預(yù)應(yīng)力施工的一個(gè)重要條件。目前蓋梁張拉端的模板加固沒(méi)有針對(duì)性設(shè)計(jì)，一般采用鋼管或木方作為簡(jiǎn)單的頂撐連接，蓋梁張拉端的模板支護(hù)面積小、支護(hù)穩(wěn)定性差、模板體系整體性差、安拆工序繁復(fù)、施工難度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，施工時(shí)也極易發(fā)生脹模現(xiàn)象。

通過(guò)分析施工難點(diǎn)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)一種模板加固體系便能很好地解決此問(wèn)題。技術(shù)人員利用revit軟件建立模型，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉端模板加固模擬，最后成功設(shè)計(jì)制作了一種加固體系，并由此取得一項(xiàng)實(shí)用新型發(fā)明專(zhuān)利——一種預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉端模板加固體系。最后將本實(shí)用新型預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉端模板加固體系用以解決定位錨墊板、預(yù)應(yīng)力筋位置及預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉端模板的整體加固，現(xiàn)有支撐體系的加固效果差及在使用中整體性和操作性差等技術(shù)問(wèn)題（見(jiàn)圖 2）。

圖2 一種預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉端模板加固體系及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)況

3 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在三賢路跨雁棲湖大橋施工階段的深化設(shè)計(jì)、施工模擬、安全質(zhì)量管理等方面發(fā)揮了巨大的作用。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，不僅可實(shí)時(shí)掌控工程進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行模擬分析，及時(shí)提出解決措施。通過(guò)分析BIM技術(shù)在三賢路跨雁棲湖大橋施工中的應(yīng)用可發(fā)現(xiàn)：建筑信息模型化可提高工作質(zhì)量和公司競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型，加快建筑行業(yè)規(guī)范化進(jìn)程。因此，大力發(fā)展BIM技術(shù)極有必要，對(duì)整個(gè)工程技術(shù)的發(fā)展能起到很大的促進(jìn)作用。