BIM技術在廣元赤化大橋工程項目施工中的應用

項目簡介

赤化大橋項目由北京市政集團六公司承建，項目位于清江河下游河段，橋梁建成后橫跨清江河，緊鄰舊108國道，上游為劍門關水庫，汛期河水流量大，持續時間長。施工過程中需準確把握時機。鋼管柱搭設、0#塊澆筑、掛籃體系拼裝須在汛期之前完成，才能保證工期要求。

橋梁全長263m，第一聯與第三聯為支架現澆法施工，第二聯為連續變截面魚腹式箱梁，橋面凈寬26.5m，單箱四室，采用懸臂掛籃法現澆施工，下部結構為門架式橋墩.

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BIM技術應用策劃

1.1項目重難點分析

重點一：工期緊、任務重、進度管控要求嚴格;

重點二：歷史文化景觀橋梁，施工質量要求高;

難點一：大截橋梁掛籃法施工控制難度大;

難點二：變截面魚腹式箱梁，預應力體系復雜，碰撞多;

使用BIM原因：

針對重點一：引入BIM技術，繪制橋梁三維模型，關聯進度計劃，借助BIM5D進行過程進度管理和控制;

針對重點二：引入BIM5D管理平臺，全方位、多角度管控過程質量與安全、保證出現問題及時整改;

針對難點一：傳統交底難以滿足施工要求，利用BIM技術對掛籃法橋梁施工的復雜節點工序進行施工可視化交底;

針對難點二：引入BIM技術進行三維碰撞檢查，提前發現圖紙問題，避免窩工、返工現象出現

1.2應用目標及流程

應用流程：

·提高項目管理水平;

·節點工藝BIM可視化交底;

·質量安全、進度平臺化管理;

·碰撞檢查，提前協調解決問題;

應用流程：

1.3項目團隊體系

BIM應用團隊由公司BIM中心、外部協調單位、項目經理、總工以及項目BIM應用小組等三方相關人員組成。

1.4軟件配置

本工程項目BIM技術應用軟件主要是Autodesk公司和廣聯達公司等相關軟件;

1.5應用標準

根據集團BIM技術應用指南與建模標準，編制該工程項目的BIM技術應用策劃書和應用指南，為BIM技術應用指明方向，使應用有據可依。

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BIM技術應用

2.1參數化模型建立

借助revit等軟件建立橋梁主體結構及其橋梁附屬設施三維模型，根據施工方案模擬需要進行模型整合;

第二聯為變截面連續式箱梁結構，箱梁截面上下部變坡點數量多且多為曲面結構，下部形狀為圓曲線+二次拋物線，結構線型復雜。為能準確提取混凝土物資工程量，故對模型繪制精度要求高。

采取措施：CAD+Revit，將CAD立面圖導入Revit，拾取底部曲線，對結構頂面兩側高差引起的坡度單獨繪制后，進行上下部模型剪切和融合后，進行內部箱室(空心剪切)處理，保證模型精度。

本橋梁工程連續梁體系施工尤為關鍵，為此繪制掛籃體系模型、可調節式模板等模型。

最后將橋梁結構、掛籃體系結構、可調節式模板等BIM模型進行模型整合，為后續BIM應用奠定基礎。

2.2碰撞檢查

繪制BIM模型進行碰撞檢查，發現鋼筋布置、預應力筋與掛籃錨固系統、掛籃體系本身等存在多處碰撞點，需要及時解決。

2.3模型深化設計

通過建立橋梁結構與掛籃體系三維模型，根據碰撞檢查報告進行設計優化。利用模型進行不同狀態下的方案比選，輔助設計深化，快速完成設計變更。做到事前控制，避免出現返工、窩工現象，保證工期要求。

2.4施工可視化交底

對橋梁施工重難點工藝進行BIM可視化交底，借助BIM可視化搭建有效的溝通橋梁，減小項目管理人員和施工班組之間想象的落差，簡化并加速溝通過程。提高施工效率。

2.5施工場地布置及安全文明施工

快速模擬施工現場平面布置，不斷進行場地優化設計，并根據安全文明施工要求，利用BIM技術模擬安全文明設施布設，做到布設位置合理，設備設施齊全，節約資源，提高現場文明施工管理水平，爭創省安全文明施工工地榮譽稱號。

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BIM5D協同管理應用

本項目模型建立完成后，采用廣聯達BIM5D協同管理平臺進行質量、安全、進度等方面的管理，真正將模型用于現場，提高項目精細化管理水平。

3.1質量安全協同管理

本橋梁工程質量安全要求高，為此建立BIM模型，并搭載BIM5D管理平臺對施工質量、安全進行全方位、全過程的管理，將項目管理經驗和平臺優勢有機結合，提高過程施工管理效率，對過程施工質量問題及時發現、及時解決。

網頁端對質量、安全問題按事故等級進行分類整理，落實整改責任人、參與人、監督人形成閉環。

每周對質量、安全問題處理情況進行再次對比分析，有效落實整改措施

3.2進度協同管理

本項目通過5D平臺，基于Web端和移動端，從總-月-周三個維度進行進度精細化管控

由于汛期河水流量較大，故本橋梁施工進度須嚴格管控，借助5D管理平臺，根據實際情況劃分施工流水段，落實責任人。

電腦端進度模擬對比實際與計劃進度之間的偏差，根據相關責任人記錄滯后原因進行分析比較，找出問題癥結所在，適時調整計劃、資源等配置需求，保證及時有效落實糾偏措施。

3.3云平臺應用管理

使用云平臺空間進行數據存儲，過程管理資料留存，且互通互聯，參建各方均可查看，為日后運行維護奠定數據基礎。

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BIM創新應用

4.1二維碼技術應用

利用二維碼技術制作施工安全技術交底，保證工人在書面交底后能隨時隨地在現場進行查看。方便快捷，施工現場垂直運輸較多，將二維碼技術與塔吊作業的每日巡檢工作相結合，及時進行數據更新，保證作業安全。

4.2ANSYS大體積混凝土應力分析

利用Revit建立橋梁三維模型，分部導出iges格式文件，利用Hypekmesh軟件修改材料與模型單元特性，進行網格劃分，填寫相關參數后，利用ANSYS軟件進行有限元分析，出具應力分析圖。

4.3大體積混凝土澆筑溫度控制

在承臺澆筑前，在承臺內部分層布置冷卻管，澆筑混凝土時進行冷水循環，保證澆筑溫度與內外模溫差符合設計要求，減小承臺因澆筑混凝土水化熱產生的溫度應力，進而避免產生溫度裂縫。

4.4模架支撐體系模擬

利用軟件計算支撐體系受力情況，根據計算結果布置BIM模型圖，輔助進行專項方案論證，指導現場安裝。

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項目總結及下一步計劃

5.1項目BIM應用總結

應用BIM技術建立三維模型，從場地布置、方案優化、碰撞檢查、輔助設計變更、可視化交底、協同管理、創新應用等方面深度參與項目過程管理，為項目管理提質增效。

①、建立橋梁、掛籃體系等構件模型共計400余個，為后續同類工程提供模型資源;

②、模型碰撞檢查發現問題30余處，輔助設計變更10余項;

③、橋梁0#塊鋼管柱施工、掛籃體系施工等重難點工藝可視化交底10余項;

④、BIM5D管理平臺應用，現場施工質量、安全管理效率大幅提高;

⑤、應用可視化交底與施工模擬，有效縮短掛籃體系拼裝時間，保證工期;

5.2應用效果分析

根據項目重難點以及BIM應用原因出發，BIM模型進行碰撞檢查，做到事前發現問題并及時解決;利用5D管理平臺對質量、安全、進度進行協同管理，保證了工期要求;利用可視化技術對重難點工藝進行施工模擬，提前進行技術把控;BIM技術+創新應用提升管理效率。

5.3經濟效益分析

模型管理：

本工程掛籃體系復雜，結構斷面較大。通過與類似工程對比發現，傳統施工方法進行掛籃預拼裝和預壓等需要20天。應用BIM技術對掛籃法施工進行控制，僅需10天完成預拼裝工作。利用BIM技術建立變截面箱梁模型，準確提取物資工程量，有效降低材料浪費。

BIM5d平臺管理：

通過對質量、安全、進度的協同管理，提升了項目整體管理效率。通過與傳統管理模式進行對比分析，減少組織協調工作量，通過方案模擬減少不必要返工，節約工期，節省費用。

①、節約組織協調時間30天，節省費用達5萬元;

②、施工方案模擬，提前發現問題，輔助設計變更，節約工期20天，節省費用達5萬元;

③、對橋梁內部、掛籃內部、橋梁與掛籃等進行碰撞檢查，節約工期和資源費用約5萬元;

④、質量、安全、進度協同管理，節省資源費用達10萬元;

通過BIM技術應用，提升了施工過程整體管理效率，節省資源與組織協調費用約25萬，節省混凝土材料費用、機械臺班費用、人工費等約7萬元;

5.4下一步計劃

3D打印技術：

本橋梁工程為歷史文化景觀橋梁，欄桿面板造型為紅軍浮雕式樣，擬打算與設計研究采用3D打印技術對浮雕樣式模板進行打印，保證觀感效果。同時對橋梁模型與掛籃體系進行3D打印，將3D打印+BIM可視化技術結合的新型交底方式，在類似工程項目進行應用推廣。

發展體系建立：

BIM人才培養：

不斷交流培訓，提高BIM應用水平。積極引導項目人員全員參與BIM技術應用;

完善應用體系：

針對不同項目制定不同應用標準，完善構件族庫，明確人員職責分工。將BIM技術納入企業管理。

項目中應用實踐：

不斷依托于工程項目，完善施工過程中BIM應用，參與設計、運維等階段BIM應用，總結實踐經驗。

提高企業核心競爭力：

BIM技術無疑是建筑業一場變革，信息化、大數據等將引領智慧建造的發展，我們隨時代一起進行變革。

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