“BIM+施工技术”在桥梁施工中的BIM探索和研究

“BIM+施工技术”在桥梁施工中的BIM探索和研究。各位工程施工管理同事对管理教材中“施工方信息管理手段的核心是实现工程管理信息化”这一理念一定不会陌生，信息技术作为当前重要科研方向，已经深刻融入到企业、项目的日常管理中。而BIM （建筑信息模型）技术作为信息化的重要一员，在可预见的施工管理发展中，未来必将成为建筑信息化的核心。

湖北路桥作为省内公路桥梁施工龙头企业，持续致力于前沿施工建筑技术的科研探索和应用创新。通过信息中心的专题研发，结合项目施工的实践应用，湖北路桥的“BIM+施工技术”在武穴长江公路大桥、棋盘洲长江公路大桥已经累计取得三项施工技术突破，积极践行了BIM技术的科技创新与成果转化应用。

1.“初出茅庐”，研究斜拉桥钢锚梁深化设计

1.1案例简介

武穴长江公路大桥为双塔双索面斜拉桥，北岸15#主塔上部结构高267.422m，塔柱采用空心薄壁箱型断面，双索面斜拉索每个索面26对高强钢丝，索塔端采用钢锚梁锚固，15#主塔设置4#～26#共23对钢锚梁，钢锚梁结构由锚梁和牛腿组成。

 钢锚梁一般构造图

钢锚梁作为斜拉索的锚固端，其作用就是锚固斜拉索。武穴长江公路大桥斜拉索每个索面共104股高强钢丝，每股钢丝的空间位置均不相同，索塔端钢锚梁空间位置和型钢尺寸也随着变化。因此，在武穴长江公路大桥上部结构施工管理中，如何工厂化精确预制钢锚梁是关键环节。

1.2BIM+施工技术应用

2018年1月，BIM小组研究建立15#主塔钢锚梁钢锚梁和钢牛腿三维模型，对施工图纸深化设计。

小组人员在详细理解了主塔、钢锚梁、钢牛腿、斜拉索施工图的基础上，通过Revit、Dynamo软件将主塔、钢锚梁、钢牛腿、斜拉索转换成精细化三维模型，分析各零件空间位置关系、分析型钢打孔参数的缘由，对各施工图参数分析归纳总结，提炼钢锚梁各型钢零件的加工参数和加工工艺。

钢锚梁不断变化的设计参数，是基于适应斜拉索空间位置变化的考虑，设计图纸提供的型钢打孔（空间斜孔）参数，是基于预留钢套筒位置的考虑。我们可以将钢锚梁理解成锚梁的N4、N5、N6、N7、N8钢板和钢套筒在主塔竖直面绕锚固点旋转γ°角，然后在桥轴向竖直面绕锚固点旋转（90-а）°角，“实心的套筒”将所有空间碰撞的型钢打上斜孔。钢锚梁预制过程中，以边跨和中跨锚固点为基准，加工组装所有型钢零件，辅助理解钢锚梁复杂空间结构。经Revit空间结构验证，空间旋转打孔位置和设计图纸参数给定的打孔位置完全吻合。

型钢打孔参数及BIM模型图

钢锚梁、斜拉索、主塔空间结构

经过本次深化设计，项目技术组与钢结构预制加工厂家加强技术交流，结合研究结论深入剖析钢锚梁设计意图，成功帮助项目实现了零件工厂化加工及焊接拼装的优化，提高了加工精度，为项目施工管理提质增效。

2.“小试牛刀”，研究主塔动臂塔吊拆卸方案

2.1案例简介

根据武穴长江公路大桥15#主塔专项施工方案，主塔施工起重设备拟选用2台川建D360动臂塔吊，其中1台塔吊将在主塔、斜拉索施工完成后拆卸。可以预见斜拉桥“钻石型”塔结构特点及已安装斜拉索对塔吊拆卸工序将产生干扰，在主塔正式施工前必须验证方案准确性和可靠性。

15#主塔动臂塔吊布置图

2.2BIM+施工技术应用

2018年4月，为按期保质完成技术服务工作，BIM小组响应迅速，对塔吊布置方案、塔吊机械参数快速分析。

在已建立武穴桥主塔、斜拉索等结构模型基础上，第一步依照方案中塔吊安装位置1:1比例建立动臂塔吊分段模型和附墙件模型，完成模型后与项目技术人员核对模型；第二步在Navisworks软件中逐节段模拟拆卸塔吊，多视角观察塔吊拆卸过程中与塔柱和斜拉索空间位置关系，分析塔吊每标准节动臂旋转角度，记录塔吊拆卸轨迹，制作塔吊拆卸过程动画，验证动臂塔吊布置方案准确无误。

动臂塔吊拆卸过程验证

通过完成本次工作，将BIM技术与现场施工方案密切结合，方案为BIM提供了实战平台，BIM技术运用佐证了方案的正确性，发挥了BIM处理空间结构的优势，具有更强的实操性和说服力，使施工方案更加严谨，贴近实际。

3.深化应用，模拟锚固系统施工

3.1案例简介

棋盘洲长江公路大桥黄石侧锚碇采用无粘结预应力锚固系统，锚体主要包括前锚室、后锚室、锚块、预应力锚固连接器、散索鞍支墩、锚体基础等构成部分。

锚固系统布置图

主缆采用预制平等钢丝索股法（PPWS）制作，由101根预制索股构成，每根索股由相互平行的127根直径为5.3mm的镀锌高强钢丝组成。预应力管道定位系统由基准架和定位架组成，定位架是由角钢组拼成的桁架结构，横桥向以群索中心线为轴分为6列，沿主揽方向共4组桁架，共28个定位桁架，，根据分层浇筑混凝土情况，分节安装定位桁架，分段进行预应力管道的连接，以满足"分层灌注、分节支承、分段接管、实时监控"的设计要求。

3.2BIM+施工技术应用

2018年5月，信息中心BIM小组按照锚固系统方案及设计图纸，建立锚固系统精细模型，包括地连墙、底板、填芯、后锚室、预应力管道、顶板、定位支架、锚块、支墩、前锚室等。

以施工方案为基础，首先对主要结构分节段制作，然后运用软件模拟锚固系统各工序流水施工过程，将方案形象直观预演，对重点工序如定位支架分节段安装、定位支架与顶板搭接施工、后锚室精细空间构造着重演示。

锚固系统施工模拟

通过模拟施工对方案进行预演，管理团队对方案整体进行把控，梳理各施工工序逻辑关系，合理优化工序；现场管理人员能够在更短的时间内消化方案，对预埋件、后锚室等复杂部位的施工工艺加深理解，有利于施工工序验收管理。BIM与复杂专项方案结合，利用BIM所见即所得的优势，从整体到局部帮组管理团队解读方案，使技术交底更加生动易懂，也拓宽BIM技术应用的渠道。

4.总结

通过以上3个应用点的探索实践，湖北路桥很好地利用“BIM+施工技术”参与解决了施工实际问题，为施工管理提供了更优的解决方案。在施工图纸深化、技术方案验证、施工工序模拟等方面，“BIM+施工技术”在解决这些技术难题的同时，为科研与施工双方的工作交流起到了良好的沟通纽带作用，给施工企业注入了创新活力。

艾三维技术信息技术有限公司专注BIM咨询|软件出售|BIM平台研发、建模出图|BIM培训||工程动画
咨询热线：4000333136   微信：18122393143
点击申请试用 正版 Bentley OpenBridge Modeler三维桥梁建模软件