淺談懸臂現澆施工BIM監控技術應用

劉淑琴

太原高速公路管理有限公司 山西太原 030006

懸臂現澆指的是在橋墩兩側設置工作平臺，平衡地逐段向跨中懸臂澆筑水泥混凝士梁體，并逐段施加預應力的施工過程。主要設備是一對能行走的掛籃，掛籃在已經張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動，綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、施預應力都在其上進行。完成本段施工后，掛籃對稱向前各移動一節段，進行下一對梁段施工，循序前行，直至懸臂梁段澆筑完成。

某某鐵路客運專線河灣水道特大橋跨越河灣水道設計為（112+168×2+104）m預應力混凝土連續剛構橋，混凝土強度等級C60，梁部采用懸臂現澆法施工。高速鐵路由于速度高、沖擊荷載大、無砟軌道系統精度要求高、橋梁設計使用年限（100年）長，因此對于大跨連續剛構橋的施工精度要求、工后沉降以及跨中徐變撓度都提出了更高的要求，對于預應力混凝土連續剛構橋采用懸臂現澆掛籃施工技術。

1 懸臂現澆工藝流程

懸澆梁體一般要分四大部分澆筑：墩頂梁段（0號塊）；0號塊兩側對稱懸澆梁段；邊孔支架現澆梁段；主梁跨中合龍段。

懸澆現澆順序：

在墩頂托架或贗架上濤筑0號塊并實施墩梁臨時固結；

在0號塊段上安裝懸臂掛籃向兩側依次對稱分段澆筑主梁至合龍前段；

在支架上澆筑邊跨主梁合龍段；

最后澆筑中跨合龍段形成連續梁體系。

懸灌梁施工工藝流程：掛籃就位→調整底模、外側模標高→綁扎底板、腹板鋼筋→安裝豎向預應力鋼筋→內模系統滑出就位→安裝縱向、橫向預應力管道→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土→養護→穿鋼絞線→張拉→壓漿→前移掛籃→下一節段施工。如此循環施工，每節段施工周期平均為8-10天。

2 懸臂現澆施工BIM監控技術應用

2.1 掛籃設計方面

懸臂現澆所采用掛籃主要由三角主桁架、前后橫向聯結系、頂橫梁、前后下橫梁、底縱梁、模板系統、吊帶錨固系統、走行滑移系統及張拉平臺等組成。掛籃設計檢算采用BIM技術建模進行整體結構受力分析，以確保所設計掛籃主桁架結構穩定，剛度大，變形量小，結構安全系數達到規范設計要求，使其使用功能達到既安全可靠又經濟適用的效果。

2.2 線形控制方面

由于高速鐵路采用無砟軌道，精度要求極高，對大跨連續剛構的成橋高程和跨中徐變撓度要求也就更高，因此懸澆現澆施工線形監控工作非常重要。利用BIM技術，通過搭建BIM模型，對懸臂施工線形和應力進行時時監控，由于整個過程都是可視化，可視化結果不僅可用來效果圖展示及模擬施工，更重要的是，整個參入各方都能可視化的狀態下進行監控，實現施工過程動態監控的效果。線形監控內容：施工過程的仿真計算；標高、撓度和中線位置的現場測量；施工過程的參數識別；施工過程中標高、中線位置的預測與調整。

2.3 高程控制方面

立模高程的控制既要保證主梁各節段絕對標高的精度，又要保證主梁線形的平順為原則。當本梁段完成后的前端標高出現偏差時，如果偏差值在±10mm以內，則下一節段的前端標高就不需要作調整，仍取為施工設計標高；如果偏差值超過±10mm，應在其后的兩個梁段內將其消除。處理方法是：將本梁段前端標高偏差值反號等分，平均分配到后面兩個梁段立模標高中。利用BIM三維技術控制，能有效的控制懸臂現澆立模高程的動態控制，減少懸臂節段之間二次拋物線高程誤差。

2.4 軸線控制方面

在0#塊中心位置設置一基點，作為往后每個節段位置控制的后視點，采用全站儀對每個節段模板位置進行調整，模板在準確定位后進行加固，然后通過全站儀在每個模板端頭進行節段關鍵點放樣，每個節段放6個控制點，通過控制點的位置準確定位主梁中心線的位置，在每個節段澆筑后，與前一節段中心線位置進行連側，消除誤差，確保主梁中心線位置準確性。利用BIM三維技術控制，能有效的控制懸臂現澆軸線位置的動態控制，糾偏施工測量軸線人為偏差的自動檢查功能。

2.5 應力控制方面

為了保證橋梁結構安全和施工安全，按照施工設計要求監測墩柱和箱梁關鍵斷面的應力變化，掌握橋梁結構的受力狀態，在梁體合理位置布置測試結構斷面和測點，在施工過程中測試截面的應力變化與應力分布情況，驗證各施工階段被測梁段的應力值與BIM技術仿真分析的吻合情況并加以監控。箱梁的主要量測部位有：箱梁根部附近斷面；箱梁1/4L處斷面；箱梁合攏段處斷面。

3 結語

在橋梁箱梁施工之中掛籃懸臂現澆施工法是常用的一種方法，當前的掛籃懸臂現澆施工工藝已經漸漸趨于成熟，但是由于其需要在高空進行作業所以具有很大的風險性。不僅預應力混凝土箱粱的結構過于繁瑣，同時在施工技術上也有著較高的要求。結合目前實際，BIM模擬施工技術的融合使用，使在平面圖上很難表達或者無法表達的設計意圖，通過BIM技術建模技術將整個施工過程模擬可視化處理，利用BIM技術加強施工管理，通過建立BIM施工模型，將剛構橋及其現場3D模型與施工質量、進度、成本、安全、人力、材料、設備、場地布置等動態集成管理及施工過程可視化模擬施工，提高工程質量、加快施工進度、降低施工成本、有效控制施工風險，使剛構橋懸臂現澆施工全過程得以保障。