橋梁工程作為交通土建工程的重要分支，它是構(gòu)成公共交通系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)物，而且橋梁承受行車動荷載、受力復(fù)雜，結(jié)構(gòu)上異形構(gòu)件多，而且在施工中往往易受復(fù)雜環(huán)境條件制約、施工工藝特殊，施工裝備眾多、施工質(zhì)量要求高、施工難度大。

　　傳統(tǒng)橋梁工程施工組織模式往往采用“人海戰(zhàn)術(shù)”“定人定點”的管理方式，質(zhì)量管控的好壞完全依賴于現(xiàn)場管理人員個人的經(jīng)驗及能力。橋梁工程屬于線性工程，施工戰(zhàn)線長，各類施工信息、管理指令傳遞不及時，各類機械設(shè)備及物料資源調(diào)動不靈活。橋梁工程施工場地狹窄，垂直運輸高度大，往往需要進行二次設(shè)計，布置大量施工輔助設(shè)施來滿足施工要求。故而發(fā)掘BIM技術(shù)在橋梁施工領(lǐng)域的深入應(yīng)用，建立基于BIM技術(shù)的項目管理信息整合與發(fā)布平臺，推行基于網(wǎng)絡(luò)的施工生產(chǎn)協(xié)同組織新模式，對于改善傳統(tǒng)橋梁施工管理粗放無序，施工隨意性大的現(xiàn)狀非常有利。

　　工程概況

　　廣西百靖高速公路的修建響應(yīng)了國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，大力發(fā)展西南縱深山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是廣西地區(qū)“四縱六橫三支線”高速公路網(wǎng)的重要組成部分，對改善革命老區(qū)交通條件，增進區(qū)域經(jīng)濟合作往來具有重要戰(zhàn)略意義。

　　巴更大橋是百靖高速公路全線唯一一座跨越既有鐵路線的橋梁，橋址處屬碎屑巖區(qū)，沿線多維峰叢洼地，地質(zhì)條件復(fù)雜，綜合施工難度極大。橋梁主跨跨越德田鐵路線，鐵路通行對懸澆段施工造成干擾。施工場地狹窄，橋梁預(yù)制場地布置困難，T梁預(yù)制及架設(shè)施工無法依常規(guī)方法實施。

　　在巴更大橋建設(shè)施工管理過程中引進BIM技術(shù)，并推行以BIM技術(shù)為核心的綜合項目管理方法，依托ProjectWise協(xié)同管理平臺，系統(tǒng)管理員根據(jù)各專業(yè)分工建立庫文件，項目BIM人員在施工前完成巴更大橋信息模型的搭建，并且在施工過程中不斷錄入施工過程追溯性信息。業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計院、施工單位可在PW平臺隨時查看、處理權(quán)限內(nèi)允許查看的項目進度、施工情況、信息反饋等內(nèi)容。

　　建模前期統(tǒng)一建模標(biāo)準，建立項目級workspace，利用AECOsim Building Designer的Family+DataGroup數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義橋梁構(gòu)件對象，并為模型定制符合施工需要的必要屬性信息。利用AECOsim Building Designer工具集中建筑系列工具Parametric Cell Studio（PCS）工具建立參數(shù)化橋梁構(gòu)件，實現(xiàn)橋梁下部結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模。利用ProjectWise協(xié)同平臺（PW平臺）固化統(tǒng)一建模標(biāo)準，并作為協(xié)同平臺整合發(fā)布數(shù)據(jù)信息。在PW平臺中建立項目管理信息數(shù)據(jù)庫，隨施工過程推進建立施工過程管理檔案，實現(xiàn)施工過程動態(tài)管理。

　　巴更大橋建設(shè)過程中，對傳統(tǒng)項目部人員組織架構(gòu)形式及工作流程進行了較大程度的變革，除設(shè)置工程管理項目經(jīng)理負責(zé)對工程施工管理實施之外另設(shè)置BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理一名，負責(zé)BIM技術(shù)在本項目施工管理過程中的開展及應(yīng)用，并增設(shè)BIM小組作為“四部一室”的連接紐帶。傳統(tǒng)“四部一室”為執(zhí)行層，提出施工管理及BIM技術(shù)應(yīng)用需求，BIM小組為“四部一室”進行施工管理提供必要數(shù)據(jù)信息支持。

　　BIM技術(shù)應(yīng)用

　　施工現(xiàn)場采用GPS測量施工線路的地形坐標(biāo)信息，根據(jù)現(xiàn)場勘測結(jié)果，利用GEOPAK軟件提取測繪數(shù)據(jù)信息，如DWG、DGN格式的高程、等高線、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。模型涵蓋了坐標(biāo)、高程、洼地、地面起伏等施工難以控制的地理特征。GEOPAK提供了方便的數(shù)據(jù)讀取功能，通過生成的數(shù)字地面模型（DTM）可以進行土方開挖的設(shè)計、算量等。本工程地處峰叢洼地，高邊坡開挖、高填方施工段比較多，在GEOPAK軟件的中，通過開挖前后的測量數(shù)據(jù)生成地模，通過地模相對地模的方法能精確地計算出土方開挖量、回填量、平衡量，極大地方便了施工規(guī)劃及路基開挖、回填施工算量。

　　由于巴更大橋所處的地理特征原因，施工現(xiàn)場各類設(shè)施布置十分困難，本項目利用三維數(shù)字地面模型進行施工總平面布置，設(shè)計多套布置方案。本工程主橋采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁，由于制作要求精度高，且橫截面形式多變，綜合多方面考慮，T梁制作采用定型鋼模版，鋼模板的拼接采用多段式，為了便于橫坡調(diào)整，采用可調(diào)整的支撐螺桿來實現(xiàn)翼緣板的坡度。本工程考慮到T梁制作工藝的關(guān)鍵性，為保證施工質(zhì)量，采用Bentley公司的MicroStation軟件對T梁定型鋼模板進行深化設(shè)計，模板構(gòu)件采用定型化，對面板、背筋槽鋼、模板支架、橫坡調(diào)整支撐螺桿、橫隔板等建立構(gòu)建模型，模型精準，且結(jié)構(gòu)合理。模板制作加工準確，且符合規(guī)范要求模板平整度，減少制作誤差。

　　山嶺地區(qū)的T梁運輸是本工程的施工難點之一。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，通過BIM方案模擬，在方案設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)提升架的寬度寬于梁板吊裝孔的寬度。為解決此施工問題，BIM人員利用AECOsim軟件設(shè)計添加在T梁兩端用于垂直起吊的提梁扁擔(dān)。通過精細化建模，并動畫模擬鋼絲繩穿過吊裝孔、牢牢套住T梁的兩端并將鋼絲繩兩端與鋼扁擔(dān)連接、插銷子固定的施工過程，確保T梁平穩(wěn)提升，解決了提升站提升架梁的技術(shù)難題。

　　跨越鐵路線橋梁施工段為避免對列車行駛造成干擾，同時避免鐵路接觸網(wǎng)高壓電壓（2.75萬伏）對掛籃施工的影響，確保通車及施工安全。本項目通過BIM技術(shù)設(shè)計在跨線區(qū)域設(shè)置沿鐵路線的安全防護棚，對鐵路線路實現(xiàn)封閉式防護。防護棚采用混凝土基礎(chǔ)、鋼管支撐柱，頂棚設(shè)置絕緣材料，充分保障了施工及通行安全。

　　施工模擬主要表現(xiàn)工序及工藝兩方面，為保證工程質(zhì)量，本工程以BIM技術(shù)為依托，采用工序、工藝模擬施工進行三維技術(shù)交底，利用MicroStation軟件的三維可視化功能進行三維動畫模擬。由于T梁制作工藝復(fù)雜，而且T梁的質(zhì)量好壞直接影響橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性和美觀性，故T梁制作質(zhì)量控制需做到精細化；架橋機架梁施工是本工程質(zhì)量控制的重點，提高T梁架設(shè)精度、架橋機行走移動的安全控制等，通過BIM技術(shù)將工程施工中可預(yù)見的和不可預(yù)見的進行三維施工模擬，為項目提供了極大的技術(shù)支持。

　　動畫模擬是通過模型元素得以實現(xiàn)的，模型建立采用AECOsim軟件，首先通過三維精確定位來確定模型相對位置關(guān)系，再建立預(yù)制梁場、龍門吊、天車、T梁、模板、橋臺、墩柱、架橋機等三維模型。T梁鋼筋模型采用ProStructures軟件完成鋼筋的布置。當(dāng)各素材文件建立完成后進行動畫編輯。MicroStation提供了一套完整的動畫編輯器，通過簡單的操作可以實現(xiàn)動畫制作效果。本工程根據(jù)施工工藝及工序定義素材角色，利用關(guān)鍵幀編輯角色動畫時長。動畫編輯完成后，可通過軟件的輸出功能，直接輸出視頻，也可渲染輸出圖片序列，通過第三方軟件生成視頻效果。

　　通過三維施工模擬，顛覆了施工現(xiàn)場傳統(tǒng)的紙面交底，交底內(nèi)容更豐富且形象直觀，并且不同作業(yè)層都可以明確質(zhì)量控制要點及工序安排。從項目管理角度來講，施工工序模擬能提前預(yù)演施工方案的可行性，并以三維模型指導(dǎo)施工作業(yè)，檢查分析現(xiàn)場質(zhì)量偏差，合理控制施工進度，提出改進措施。

　　本項目橋梁采用BridgeMaster軟件建立模型，通過信息模型，巴更大橋施工實現(xiàn)了材料量精確控制、材料預(yù)提、過程控制、結(jié)算等方面全部在BIM信息模型基礎(chǔ)上進行。模型搭建完成后，即可實現(xiàn)工程量輸出。

　　在施工管理過程中可以通過模型信息處理，對鋼筋進行編號，鋼筋報表控制材料進場量，減少浪費及材料過載堆放，鋼筋下料、制作可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)精確施工?；炷敛牧狭拷y(tǒng)計精準高效，施工前輸出即將澆筑部位混凝土量，合理計劃每次澆筑方量，避免不必要的材料損耗。

　　在經(jīng)營算量方面實現(xiàn)了快速提取、快速輸出工程量清單，包含工程量、供貨方、施工方、進場日期、施工日期、型號等，清單內(nèi)容詳細且與工程聯(lián)系緊密，形成了系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫，有助于項目風(fēng)險管理、外包采購管理、溝通協(xié)調(diào)管理等多方面。

　　在巴更大橋施工中，公司發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢全過程采用信息化管理模式。以BIM模型為數(shù)據(jù)信息載體，三維模型整合集成施工管理必要信息，最終發(fā)布在ProjectWise服務(wù)器，項目參建方依據(jù)各自權(quán)限，實時調(diào)用信息模型，提取信息。通過PW平臺，保證“一個模型，各方通用”，從而確保施工信息傳遞的一致性，實現(xiàn)高效協(xié)同作業(yè)。

　　BIM應(yīng)用效果和經(jīng)濟效益分析

　　本項目通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，對構(gòu)件進行了優(yōu)化設(shè)計，項目實施全過程通過模型屬性信息進行管理，改變了傳統(tǒng)的管理模式，從而提高了項目施工效率，節(jié)約了大量施工成本。并對構(gòu)件采用cell單元庫管理模式，形成了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫文件，方便模型調(diào)取。

　　BIM技術(shù)可以為項目提出最佳的優(yōu)化設(shè)計解決方案，通過模擬施工、精確算量，為項目決策層提供可靠的技術(shù)依據(jù)，本項目僅在巴更大橋T梁垂直提升架設(shè)一項上，節(jié)省15萬元，工期縮短56天。

　　王鑫 解莎莎 王全 常浩宇

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