基于BIM更換鋼箱梁施工方案演示及風險分析★

方美平，凌壯志，吳 輝，潛英飛，王小軍

(1.杭州地方鐵路開發有限公司,浙江 杭州 310009; 2.中鐵二十四局集團浙江工程有限公司,浙江 杭州 310009; 3.浙大寧波理工學院,浙江 寧波 315100)

0 引言

運營鐵路“移舊換新”牽引頂推橫移換梁施工方案較為復雜,工作持續時間短,施工交叉作業量大,封鎖時間有限。換梁施工過程既要保證作業效率,又要嚴控施工質量,盡可能減少對既有鐵路運營及周邊環境的影響。因此,把換梁施工技術與BIM有機結合,開展基于BIM模型更換鐵路道岔連續鋼箱梁施工方案的演示及其風險分析就顯得十分必要。

馬龍林等[1]基于Dynamo+Revit創建變截面連續梁橋的方法,實現了Dynamo和Revit互通,提高了建模的效率和精度。熊斌等[2]結合施工工藝特點,采用BIM技術進行圖紙碰撞復核、施工動畫模擬,指導完成了鋼箱梁橋頂推施工。王曉東等[3]分析了鋼箱梁橋頂推施工BIM模型建模方法,對施工方案進行模擬優化,為精細化施工質量控制提供了信息化技術手段。杜海云等[4]運用BIM和三維掃描技術,展開了鋼箱梁橋頂推滑移精確拼裝技術和控制措施研究,為鋼箱梁精準拼裝和滑移提供了新思路。李其杭[5]論述了利用Project軟件進行項目進度計劃編制和施工步驟控制的優勢,可減少經驗管理,提高進度控制水平。鄧博等[6]把BIM技術模型和Project施工進度計劃相結合,為資源優化配置提供了決策依據。王毅等[7]分析了BIM技術在鐵路橋梁施工中的應用,可為圖紙會審與三維技術交底、鐵路橋梁關鍵施工工藝仿真、施工過程模擬及施工動態控制等提供技術支撐。李曉龍等[8]通過對BIM施工方案進行模擬及可視化技術交底的研究,提出了基于BIM的橋梁施工質量安全可視化控制技術。張海華等[9]通過BIM在施工前進行碰撞檢查和可視化施工演示,有助于查漏補缺,優化施工方案,對施工工藝流程有更清晰認識,從而提高施工技術水平,減少安全事故。趙紅軍[10]對連續鋼箱梁頂推法施工風險進行辨識,建立了施工安全風險評估體系,得到了中度風險的評估結果。曹樟海[11]采用層次分析法,對整個鋼箱梁頂推施工過程中存在的安全風險進行評價,提出了相應預控措施。

由于在有限時間范圍內完成運營鐵路多股道大跨度連續道岔鋼箱梁更換的牽引頂推橫移施工方法,國內外鮮見,其施工技術、工藝工法及經驗積累均有不足,所以國內外參考文獻涉及BIM技術工程應用及施工風險分析的這類項目研究基本處于空白階段,為此本文開展了BIM建模、牽引頂推方案、Project施工進度計劃、可視化及施工風險等方面的研究工作,以便能夠保證換梁施工的安全進行。

1 工程概況及BIM建模說明

1.1 更換鐵路道岔連續鋼箱梁工程概況

新建紹興城際鐵路二期工程金柯橋大道站,因設站增加到發線需要,將既有鐵路杭州端81號墩—85號墩或寧波端98號墩—102號墩區間的原4-32 m雙線組合簡支T梁改造更換為2-24 m簡支鋼箱梁(4線變線間距)和(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁(2線變4線)。既有雙線組合T梁單跨質量為825 t,故四跨T梁質量為3 300 t。新建(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁質量為1 607 t,24 m簡支鋼箱梁質量為635 t,故五跨鋼箱梁質量為2 877 t。為此,需在運營鐵路施工封鎖有限時間內,把4-32 m雙線組合簡支T梁橫移遷出水平距離18.25 m,與此同時,把(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁(2線變4線)和2-24 m簡支鋼箱梁(4線變線間距),從建造位置橫移頂推水平距離27.80 m(其中試驗性橫移頂推10 m,鐵路封鎖后正式橫移頂推17.8 m)到運營鐵路正線位置,并在施工封鎖期解除后保證鐵路運營不中斷。牽引頂推橫移方法存在多個施工方案,要考慮施工進度和安全風險等控制要素并進行多方案比較后,推薦最佳施工方案。

1.2 BIM建模說明

結合鐵路工程信息模型[12]的基本要求和該換梁依托工程實際,綜合比選后認為,采用Autodesk Revit軟件進行更換鐵路道岔連續鋼箱梁施工BIM模型的建模,較為合理便捷。于是用該軟件建立了鋼箱梁BIM模型族,橋墩及樁基BIM模型族,滑道及支架體系、牽引頂推橫移設備體系的BIM模型族,并用軸網放置法對這些BIM模型族進行拼裝,形成了新舊鐵路橋梁頂推牽引橫移BIM模型。所以利用該BIM施工信息模型,虛擬展現不同施工方案的牽引頂推橫移過程,進行可視化分析和施工工藝推演,有助于提前發現問題,并為施工方案優化提供了新的信息模型手段。

2 三種牽引頂推橫移BIM施工方案的初步對比分析

2.1 方案一:整體牽引頂推方案

將4跨32 m雙線組合簡支T梁連接為一個整體,同步牽拉移出5 m后,開始同步頂進2跨24 m簡支鋼箱梁與(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁組合整體。與此同時,4跨組合簡支T梁連接為整體,繼續同步牽出13.25 m并落梁就位,2跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁組合整體同步頂推移入17.8 m后糾偏、落梁對正支座就位。鋼箱梁組合整體總橫移頂推距離為27.8 m,其中試驗性橫移頂推10 m,鐵路封鎖后正式橫移頂推17.8 m。整體牽引頂推BIM施工方案,見圖1。

該方案將舊T梁與新鋼箱梁分別作為一個整體進行牽引和頂推,舊梁牽出和新梁頂推到位,均只需一次施工就可完成,牽引和頂推過程的時間有重疊,且相對最快,但是發生梁體偏斜、觸碰、傾覆的施工風險也相對最高。

2.2 方案二:分段組合牽引頂推方案

牽拉移出前,連接1號、2號32 m雙線組合簡支T梁,作為1號牽拉段,連接3號、4號32 m雙線組合簡支T梁,作為2號牽拉段。頂推橫移前,連接兩跨24 m簡支鋼箱梁作為1號頂推平移段,(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁作為2號頂推平移段。牽引頂推施工時,首先將1號牽拉段牽拉移出5 m后,開始同步頂推1號平移段;在1號牽拉段繼續牽出13.25 m到位后,開始牽拉移出2號牽拉段;在1號平移段頂推移入17.8 m就位后,開始頂推2號平移段;直至2號牽拉段牽出18.25 m和2號平移段頂推移入17.8 m,分別落梁就位。分段組合牽引頂推BIM施工方案,見圖2。

該方案將4跨32 m雙線組合簡支T梁作為兩兩組合,分別進行牽引,將2跨24 m簡支鋼箱梁進行組合,并與(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁分別進行頂推橫移。比方案一多了一次牽引過程、一次頂推過程,所以牽引和頂推過程的時間相對較多,但是施工難度有所降低,發生梁體偏斜、觸碰、傾覆的施工風險相對適中。

2.3 方案三:分節牽引頂推方案

首先將1號和3號32 m雙線組合簡支T梁同時牽引移出5 m時(還需繼續牽出13.25 m),再將2號和4號32 m雙線組合簡支T梁同時牽引移出,當2號和4號簡支T梁移出5 m后(還需繼續牽出13.25 m),同時同步頂推1號24 m簡支鋼箱梁和(24+32+24)m道岔連續鋼箱梁17.8 m到位后,再將2號24 m簡支鋼箱梁頂推移入17.8 m落梁就位。分節牽引頂推BIM施工方案見圖3。

該方案相較于前兩個方案,無論是簡支T梁,還是簡支鋼箱梁、道岔連續鋼箱梁的相鄰梁跨之間,均不設置任何連接約束,梁體牽引頂推施工過程中,可完全避免鄰近梁跨之間的偏位碰撞問題,施工風險最低,但是需兩次牽引,兩次頂推,花費時間最長,難以在鐵路運營天窗期的最高期限8 h內完成。

3 牽引頂推橫移BIM施工方案的進度參數分析

“牽出舊T梁移入新鋼箱梁”的施工方案,要求鐵路運營天窗期控制在6 h～8 h,且時間越短越好,最好是6 h內完成。所以時間進度參數的大小是首要考量的施工控制因素。為此,對前述的三個牽引頂推橫移BIM施工方案,分別制定了可行的施工工作步驟和合理持續時間,并對每個施工工作步驟進行結構分解,創建了子工作步驟及其時間表;明確每個工作步驟的緊前工作和緊后工作,區分關鍵工作和非關鍵工作,由此確定影響總工期的關鍵路徑。由于篇幅所限,這里僅給出了方案一總工期為6 h的總體施工工作步驟及時間表,見表1。

表1 方案一總工期為6 h的總體施工工作步驟及時間表

將以上工作任務數據輸入Project項目管理軟件,可得到總工期分別為6 h,8 h和9 h的方案一、方案二及方案三的Project總體施工進度計劃甘特圖。這為后續BIM施工方案可視化動態模擬演示打下了基礎。

4 牽引頂推橫移BIM施工方案可視化動態模擬分析

4.1 牽引頂推橫移BIM施工可視化動態模擬流程

使用Autodesk Navisworks軟件進行BIM施工可視化動態模擬流程如下:

1)新舊鐵路橋梁頂推牽引橫移總體BIM模型導入;2)總體BIM模型的審查與協調;3)編制Project施工進度計劃;4)鏈接施工進度計劃和總體BIM模型;5)可視化動態BIM施工模擬;6)創建動畫和演示;7)導出和共享。

首先,將Revit軟件中的BIM模型導入到Navisworks軟件中,通過Revit中附加模塊的外部工具將模型導出為nwc格式,再用Navisworks打開此文件。導入BIM模型后,需要檢查BIM模型的準確性和完整性。例如,使用Navisworks的Clash Detective工具,檢查鋼箱梁BIM模型的沖突問題,防止出現板與板之間重疊交叉錯誤。將“3”節分析確定的三個BIM施工方案進度計劃分別導入Navisworks中,并將施工進度計劃與BIM模型的元素關聯起來。利用Navisworks的TimeLiner工具將施工進度計劃中的任務分配給模型BIM的構件。

其次,使用TimeLiner工具的模擬功能,根據施工進度計劃可查看施工過程動態可視化。通過調整模擬速度,可在不同時間點檢查可視化動態BIM模型。為了更好展示施工過程,還可用Navisworks的Animator和Presenter工具創建動畫和演示。通過這些工具,可為模擬添加視角、光照和材質等效果,使模型更加真實和生動。

最后,將可視化動態施工模擬導出為視頻文件,將施工過程以視頻方式呈現并保存,以便進行BIM施工方案可視化動態模擬演示。

以下結合第2節的三種牽引頂推橫移BIM施工方案和第3節對應的施工進度計劃,進行BIM施工方案可視化動態模擬主要節點展示。

4.2 三種牽引頂推橫移BIM施工方案的可視化模擬主要節點展示

4.2.1 方案一的可視化模擬主要節點展示

按照前述的7個可視化動態模擬流程進行,并將方案一按照6 h總工期編制的Project總體施工進度計劃甘特圖導入Navisworks,為每個牽引頂推階段在Animator中制作動畫。分為以下四個整體牽引頂推狀態節點,進行可視化動態BIM施工模擬過程主體展示。

1)鋼箱梁整體試驗性頂推橫移結束及T梁整體牽引橫移起始狀態。2跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁組合整體試驗性頂推橫移10 m后,4跨組合簡支T梁整體牽引橫移起始狀態,見圖4。

2)T梁整體牽引移出5 m,鋼箱梁整體頂推橫移起始狀態。當4跨組合簡支T梁整體牽引橫移5 m時,2跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁組合整體開始進行鐵路封鎖后的正式橫移頂推,見圖5。

3)T梁整體牽引移出到位,鋼箱梁整體頂推橫移后期狀態。4跨組合簡支T梁整體同步牽出13.25 m就位,2跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁組合整體處于同步頂推移入17.8 m后期中間過程中,見圖6。

4)鋼箱梁整體頂推橫移到位。2跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁組合整體同步頂推移入17.8 m,橫移施工結束,見圖7。

4.2.2 方案二的可視化模擬主要節點展示

按照前述的7個可視化動態模擬流程進行,并將方案二按照8 h總工期編制的Project總體施工進度計劃甘特圖導入Navisworks,為每個牽引頂推階段在Animator中制作動畫。分為以下四個分段組合牽引頂推狀態節點進行可視化動態BIM施工模擬過程主體展示。

1)1號T梁牽拉段牽出5 m后,開始同步頂推兩跨簡支鋼箱梁組合的1號平移段。先完成兩跨簡支鋼箱梁組合的1號平移段和2號道岔連續鋼箱梁平移段的試驗性頂推橫移10 m,然后待1號T梁牽拉段牽出5 m后,開始同步頂推兩跨簡支鋼箱梁組合的1號平移段,見圖8。

2)1號T梁牽拉段牽出到位后,開始牽拉移出2號T梁牽拉段。待1號T梁牽拉段繼續牽出13.25 m到位后,開始牽拉移出2號T梁牽拉段;與此同時,1號平移段處于17.8 m的同步頂推橫移過程中,見圖9。

3)1號平移段頂推移入到位后,開始頂推2號道岔連續鋼箱梁平移段。兩跨簡支鋼箱梁組合的1號平移段頂推移入17.8 m到位后,開始頂推2號道岔連續鋼箱梁平移段。此前,2號T梁牽拉段已牽出到位,見圖10。

4)2號道岔連續鋼箱梁平移段頂推橫移過程及到位狀態。2號道岔連續鋼箱梁平移段頂推移入17.8 m的后期過程中及到位狀態,見圖11。

4.2.3 方案三的可視化模擬主要節點展示

按照前述的7個可視化動態模擬流程進行,并將方案三按照9 h總工期編制的Project總體施工進度計劃甘特圖導入Navisworks,為每個牽引頂推階段在Animator中制作動畫,分為以下四個分節牽引頂推狀態節點進行可視化動態BIM施工模擬過程主體展示。

1)1號和3號T梁同步牽引移出5 m及到位狀態,見圖12。

2)2號和4號T梁同步牽引移出12 m及到位狀態,見圖13。

3)邊跨簡支鋼箱梁和道岔連續鋼箱梁同步頂推移入10 m及到位狀態,見圖14。

4)中跨簡支鋼箱梁頂推移入10 m及到位狀態,見圖15。

三種牽引頂推橫移BIM施工方案的可視化動態施工模擬視頻演示,可為施工技術交底、專項施工方案評審和施工工藝技術等預演、培訓,提供直觀的BIM3D演示基礎資料。限于篇幅,以上僅是三種牽引頂推橫移BIM施工方案可視化模擬視頻的主要節點展示。

利用BIM可視化、仿真模擬、虛擬建造等功能,將牽引頂推橫移方案進行模擬推演,在快速、全面、深入掌握相關方案的同時,也對方案做一次全面深入的審核,提前發現可能存在的問題或不足。利用BIM三維可視化功能,對參與方案實施的相關人員采用動態三維模式進行技術交底,使交底更直觀、生動、形象,確保參與施工人員均能快速、明確、清晰的理解相關方案,確保在鐵路封鎖期內保質保量地完成牽引頂推橫移安全施工工作。

5 更換鐵路道岔連續鋼箱梁施工風險評估分析

5.1 更換鐵路道岔連續鋼箱梁施工風險評估計算

采用層次分析法與專家打分法相結合的綜合集成法進行風險評估。首先劃分風險單元,不同的牽引頂推橫移BIM施工方案,有不同的風險單元劃分。

方案一的風險單元劃分,對于4跨T梁整體同步牽引風險類別而言,主要有:4跨T梁整體軌道結構線路切割,4跨T梁整體牽引移動、偏位和傾覆;對于2跨簡支鋼箱梁+道岔連續鋼箱梁組合整體同步頂推風險類別而言,主要有:2跨簡支鋼箱梁+道岔連續鋼箱梁組合整體的軌道結構線路準備,2跨簡支鋼箱梁+道岔連續鋼箱梁組合整體同步頂推移動、偏位和傾覆,落梁就位,軌道線路開通。方案二的風險單元劃分,對于2跨T梁分段組合牽引風險類別而言,主要有:2跨T梁組合軌道結構線路切割,2跨T梁組合牽引移動、偏位和傾覆;對于2跨簡支鋼箱梁組合先頂推,道岔連續鋼箱梁后頂推風險類別而言,主要有:先頂推移動的2跨簡支鋼箱梁組合及后頂推移動的道岔連續鋼箱梁軌道結構線路準備,2跨簡支鋼箱梁組合先頂推移動及道岔連續鋼箱梁后頂推移動、偏位和傾覆,落梁就位,軌道線路開通。方案三的風險單元劃分,對于隔跨T梁兩兩同步牽引風險類別而言,主要有:單跨T梁軌道結構線路切割,隔跨T梁兩兩同步牽引移動、偏位和傾覆;對于邊跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁同時頂推,中跨簡支鋼箱梁后頂推風險類別而言,主要有:同時頂推的邊跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁及后頂推中跨簡支鋼箱梁的軌道結構線路準備,邊跨簡支鋼箱梁與道岔連續鋼箱梁同時頂推及中跨簡支鋼箱梁后頂推移動、偏位和傾覆,落梁就位,軌道線路開通。

其次,分別列出三種方案的施工過程風險源辨識表,專家打分法確定的風險事件發生的概率(Pi)和損失值(Ci)的評分,計算風險指數Ri=Pi×Ci。

再次,用層次分析法(AHP),構建風險判斷矩陣,得到風險事件的權重,在風險發生可能性、風險發生后的損失值以及風險重要性權重三個方面衡量風險水平的大小,并對風險重要性權重的排序進行一致性的科學檢驗。

最后計算確定的三個方案的分項工程風險指數及風險等級,見表2。

從表2中分項工程風險指數可見,方案一的鋼箱梁頂推為8.68,大于4跨T梁整體同步牽引的7.26;方案二的鋼箱梁頂推為7.94,大于2跨T梁分段組合牽引的6.78;方案三的鋼箱梁頂推為7.50,大于隔跨T梁兩兩同步牽引的6.15。所以,方案一的2跨簡支鋼箱梁+道岔連續鋼箱梁組合整體同步頂推的風險指數最高,方案三的隔跨T梁兩兩同步牽引的風險指數最低;鋼箱梁頂推高于T梁牽引的施工風險,但均屬于Ⅲ級風險。

5.2 未考慮鐵路封鎖時間的牽引頂推施工方案風險對比分析

依據表2,按照層次分析法計算確定的三種牽引頂推方案的總風險指數見表3和圖16。從表3及圖16中可見,風險等級均為Ⅲ,但總風險指數略有不同,方案一為8.44,風險最大;方案二為7.74,風險適中;方案三為7.27,風險最小。從風險控制角度來看,方案三相對安全一些。以上風險評估結果未考慮鐵路封鎖時間帶來的施工風險因素,所以下一步還要把以上風險評估結果與鐵路封鎖時間長短的風險相結合,進行三種牽引頂推方案的綜合風險評估和決策。

表3 三種牽引頂推方案總風險指數對比

5.3 考慮鐵路封鎖時間的牽引頂推施工方案風險對比分析

鐵路封鎖時間內施工是明確并執行預防措施后可以減少風險的類別,因此按照表4中風險等級Ⅱ的估值9≤R<15,考慮封鎖時間越大,封鎖風險指數越高的原則,確定了不同封鎖時間6 h,7 h,8 h,9 h對應的風險指數9,11,13,15,見表5。

表4 風險等級打分表

表5 不同封鎖時間的風險指數及風險等級

按照兩種鐵路封鎖時間組合的三種牽引頂推方案總風險指數及風險等級見表6,表7。

表6 鐵路封鎖時間組合1時三種方案總風險指數及風險等級

表7 封鎖時間組合2時三種牽引頂推方案總風險指數及風險等級

從表6,圖17,圖18可知,方案一:封鎖時間為6 h,封鎖時間的風險指數為9,考慮封鎖時間的總風險指數為8.78,滿足6 h最佳封鎖時間要求,風險等級為Ⅲ級,風險指數最小,為最佳方案。方案二:封鎖時間為8 h,封鎖時間的風險指數為13,考慮封鎖時間的總風險指數為10.90,滿足8 h最大封鎖時間要求,風險等級為Ⅱ級,風險指數相對較大,在該封鎖時間內完成施工存在一定難度。方案三:封鎖時間為9 h,封鎖時間的風險指數為15,考慮封鎖時間的總風險指數為11.91,超出8 h最大封鎖時間要求,風險等級為Ⅱ級,風險指數相對最大,是不可取的施工方案。

綜上所述,根據風險等級和風險指數的比較,最佳方案是方案一,其滿足了6 h的最佳封鎖時間要求,且具有最小的風險指數。方案二雖然符合8 h最大封鎖時間要求,但風險指數較高且在封鎖時間內完成存在一定難度。方案三由于超過最大封鎖時間要求,不可取。

從表7,圖19,圖20可知,方案一:封鎖時間為7 h,封鎖時間的風險指數為11,考慮封鎖時間的總風險指數為9.98,封鎖時間介于6 h～8 h范圍內,風險等級為Ⅱ級,風險指數相對較小,基本可行,但不是最佳方案。方案二和方案三的分析情況同前。

綜上所述,較佳方案仍然是方案一,盡管它不是最佳的,但是在風險等級和風險指數相對較小的情況下基本可行。方案二和方案三的分析情況也同前。

經過上述綜合分析與對比,可以得出最優和次優方案,均是方案一整體牽引頂推方案,見表8。最優方案封鎖時間為6 h,風險等級為Ⅲ級;次優方案封鎖時間為7 h,風險等級為Ⅱ級。

表8 考慮不同封鎖時間的牽引頂推方案優選

6 結語

以紹興城際鐵路更換鐵路道岔連續鋼箱梁工程為依托,對三種牽引頂推橫移BIM施工方案及其進度參數、可視化動態模擬分析演示和施工風險進行了分析研究,得出以下結論:

1)研究提出了三種牽引頂推橫移BIM施工方案,并進行了初步對比分析。整體牽引頂推方案,只需一次牽引和頂推施工就可完成,牽引和頂推時間有重疊,且相對最快,但施工風險相對最高。分段組合牽引頂推方案,比整體牽引頂推方案多了一次牽引和頂推過程,牽引和頂推時間相對較多,但施工難度有所降低,施工風險相對適中。分節牽引頂推方案,相較于前兩個方案,可以避免鄰近梁跨之間的偏位碰撞,施工風險最低,但需兩次牽引和兩次頂推,花費時間最長,難以在鐵路運營天窗期最高期限8 h內完成。

2)進度參數是首要施工控制因素,要求鐵路運營天窗期控制在6 h～8 h,且時間越短越好。所以,為三個牽引頂推橫移BIM施工方案制定了總工期分別為6 h,8 h和9 h的Project總體施工進度計劃甘特圖,明確了工作任務內容、持續時間、開始和完成時間,工作任務之間的依賴關系及關鍵路徑,為后續BIM施工方案可視化動態模擬演示打下了基礎。

3)按照牽引頂推橫移BIM施工可視化動態模擬流程,完成了三種牽引頂推橫移BIM施工方案可視化動態模擬主要節點的展示。a.整體牽引頂推方案展示結果如下:鋼箱梁整體試驗性頂推橫移結束及T梁整體牽引橫移起始、T梁整體牽引移出5 m及鋼箱梁整體頂推橫移起始、T梁整體牽出到位及鋼箱梁整體頂推橫移后期、鋼箱梁整體頂推橫移到位這四個狀態節點。b.分段組合牽引頂推方案展示結果如下:1號T梁牽拉段牽出5 m后開始同步頂推1號平移段、1號T梁牽拉段牽到位后開始牽移2號T梁牽拉段、1號平移段頂推到位后開始頂推2號平移段、2號平移段頂推橫移過程及到位狀態這四個狀態節點。c.分節牽引頂推方案展示結果如下:1號和3號T梁同步牽引移出5 m及到位狀態、2號和4號T梁同步牽引移出12 m及到位狀態、邊跨簡支鋼箱梁和道岔連續鋼箱梁同步頂推移入10 m及到位狀態、中跨簡支鋼箱梁頂推移入10 m及到位狀態這四個狀態節點。通過主要節點展示,可實現施工工藝預演,為施工技術交底、專項施工方案評審和施工工藝技術完善,提供直觀的BIM3D演示和技術基礎資料,確保在鐵路封鎖期內保質保量地完成牽引頂推橫移的安全施工。

4)采用層次分析法與專家打分法相結合的綜合集成法對三種牽引頂推橫移BIM施工方案進行了風險評估分析。從分項工程風險指數可見,方案一的鋼箱梁頂推為8.68,大于4跨T梁整體同步牽引的7.26;方案二的鋼箱梁頂推為7.94,大于2跨T梁分段組合牽引的6.78;方案三的鋼箱梁頂推為7.50,大于隔跨T梁兩兩同步牽引的6.15。所以,方案一的鋼箱梁組合整體同步頂推的風險指數最高,方案三的隔跨T梁兩兩同步牽引的風險指數最低;鋼箱梁頂推高于T梁牽引的施工風險,但均屬于Ⅲ級風險。從未考慮鐵路封鎖時間風險因素的總風險指數可見,方案一為8.44,風險最大;方案二為7.74,風險適中;方案三為7.27,風險最小,但均屬于Ⅲ級風險。

5)方案一:考慮封鎖時間為6 h,總風險指數為8.78,滿足6 h最佳封鎖時間要求,風險等級為Ⅲ級,風險指數最小,為最佳方案;考慮封鎖時間為7 h,總風險指數為9.98,封鎖時間介于6 h～8 h范圍內,風險等級為Ⅱ級,風險指數相對較小,為次優方案。方案二:封鎖時間為8 h,總風險指數為10.90,滿足8 h最大封鎖時間要求,風險等級為Ⅱ級,風險指數相對較大,在封鎖時間內完成施工存在一定難度。方案三:封鎖時間為9 h,總風險指數為11.91,超出8 h最大封鎖時間要求,風險等級為Ⅱ級,風險指數相對最大,不可取。