BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用论文_隋东升

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摘要:近年来,BIM技术在我国得到了大范围应用,无论是在建筑行业、交通运输行业等都发挥着巨大作用。BIM技术可改变传统的信息交流模式,使各参与方以及专业之间的信息以统一的BIM模型为中心,向各参与方多向传递信息,这就是一次由传统的二维向三维的质变。

关键词:BIM技术;公路桥梁施工管理;应用

引言

BIM为建筑信息模型,美国国家对BIM的定义为BIM是一个建设项目物理和功能特点的表达,属于一种共享知识资源,能为建设项目的全生命周期提供必要的决策依据,在项目的不同阶段,能实现项目主体对项目信息的共享,展开协同作业。BIM技术以计算机技术和通信技术为基础,出现的一种全新的技术手段,BIM技术改变了原本的数据信息存储和传递方式,加强了建设施工项目各方主体之间的沟通交流,实现了全范围的信息共享,进一步提高了建筑行业的信息化。

1 BIM技术的优点

(1)可视化:基于三维模型的构件信息,可以弥补二维图纸的不足,立体直观的呈现需要交付的产品或要体现的工作内容。

(2)可共享:实现各参与方的信息实时共享,解决了传统管理中信息不对称及不及时的问题。

(3)可计算:利用模型的参数化信息,能精确计算出工程量和施工所需的人材机的需求量。

(4)可管理:打破传统管理模式下部门间的隔阂,以模型为载体,对项目进行协同管理。

2工程概况

某大桥全长417[3×30+(45+80+45)+5×30]m,主桥为(45+80+45)m的波形钢腹板组合连续箱梁桥,引桥为30m装配式预应力混凝土T梁。下部结构主桥桥墩采用空心薄壁墩,引桥采用桩柱式墩、空心薄壁墩桥台采用柱式桥台,墩台基础均采用桩基础,桥梁平面位于R=2600m圆曲线上,纵断面纵坡为2.4%。

3 BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用

3.1基于BIM技术的施工深化设计

(1)资料准备:设计阶段施工图建筑信息模型;施工结构图、建筑装饰装修图、机电图、地质勘察详图;施工机械设备选型;施工现场准备条件及现场环境;相关设计规范。

(2)操作流程:收集整理施工现场数据,确保数据可靠性和实施性;施工单位根据设计阶段施工图建筑信息模型和业主单位交付的施工图,结合自身施工资源和现场情况,完善施工作业模型,对细部构造进行精细化处理,确保模型的规范程度和完整程度;BIM技术人员与项目专业施工人员结合软件分析的结果,根据自身工作经验以及相关规范,对施工作业模型的合理性、是否满足实际情况进行比对分析,针对设计缺陷问题进行调整优化,确保达到规范要求,同时对优化后的施工作业模型进行冲突碰撞检查;整理碰撞检查报告,由施工单位邀请建设单位、设计单位及监理单位对施工作业模型深化设计的成果进行审核论证,对初步设计中需要修改或者调整的地方进行复核,敲定最终的三维施工作业模型及施工二维蓝图、节点详图。

3.2基于BIM技术的施工方案模拟

通过把施工方案和桥梁三维模型结合在一起,在虚拟环境中对项目施工方案的重点工艺进行可行性模拟,施工管理人员可以有效分析复杂结构的施工工序是否满足施工要求、预制构件的吊装程序是否合理,进而优化施工方案。通过模拟施工过程,在虚拟条件下可以发现施工存在问题或是可以优化的地方,以便正式施工时及早做出相应的布置,避免工期不必要的延误,从而提高了工作效率:

(1)数据准备:施工作业模型;施工方案(包含施工进度、施工机械材料人工配备、施工方法工艺等);相关施工规范。

(2)操作流程:整理现场资料,确保施工方案和资源的准确性;根据施工方案的内容,将机械设备、材料、人工等信息载入施工作业模型中,该模型还应当涵盖工程实体模型和现场环境、施工方法、顺序进度、场地布置情况和大型机械安装位置等;审核完成后,针对施工方案中较复杂的区域,再次运用BIM技术进行精细化施工工艺模拟,对工艺的控制要素进行详细分解,生成工艺模拟可视化视频,并进行BIM技术交底,协调相关部门做好施工准备工作;最后借助BIM软件渲染成施工视频,并以此进行BIM技术可视化交底,,最后编制施工方案可行性报告。

3.3碰撞检查

为了以后方便快速使用已有族库,在建族时就按照一定的规则编辑族参数并且使其参数化,比如空心薄壁墩除了横隔板其他位置采用4.5m的标准节段,这样也能与实际更加吻合。在建立钢筋时最重要的是将纵、横筋、箍筋以及预应力钢绞线以型号、直径加以区分,方便统计工程量。以施工图纸各桩号的坐标准确定位其精确位置,再按照从下往上的顺序拼装桥梁的下部结构、上部结构以及附属设施,整体效果见图1。通过工程量明细表可以快速查询各型号钢筋的墩数及各个混凝土构件的方数,比传统图纸更加方便、精确。通过运行碰撞检查进行模型自检以及设计图纸中预应力管道和钢筋冲突,比如在大体量承台中发现冷却管与设计图纸与薄壁墩中纵筋有一定冲突,见图2,这一问题得以提前发现并得到及时解决。

图1图2承台钢筋模型

3.4施工进度及质量管理的动态应用

进度问题的管理,一直是项目上级集团公司领导所关心的问题,而在引入BIM5D手机端和云端之后,就传统的进度管理问题进行了优化。众所周知,在传统进度管理上大多数采用由专门人员每天统计进度以电子表格方式上报,而且上报到指挥部、总监办、OA系统等等的表格也不一样,这就造成了数据传递的失误率上升而且缺乏形象表达。现在现场工长可以随时上传进度照片,这就保证了第一手资料的可靠性,当然发现质量问题也可以及时反溃。这时登录云端就可以及时了解最新进度,方便动态把握。

同样的道理,在质量管理上面的应用在大桥项目上也得到了有效发挥,比如在预应力管道预埋时工人为了省事将突出管道采用气割,而高温会对钢绞线造成不可逆的影响,这一问题在BIM5D得到追踪式解决。

3.5安全控制

根据施工方案里的安全专项施工方案结合专业管理人员建议,布置安全防护实施,尤其以变配电箱、逃生通道、预留管井口等应着重标注,完善施工作业模型;利用施工作业模型的可视化功能,向现场施工作业人员强调质量管理重点,向安全管理人员传递安全保证的重点问题。同时,利用精细化施工作业模拟视频帮助现场劳务人员理清楚施工操作及质量控制、安全管理的重点,提前预防因施工经验不足而引起的质量安全问题;对于现场出现的质量安全问题,做好记录工作,及时处理,并以各种影音资料的形式在施工作业模型中链接,记录出现问题的施工部位与节点情况,分析原因,积累相关经验,为以后类似工程的展开提供有效依据。

结语

总之,BIM技术在公路桥梁施工过程中使用能够促进施工的顺利运行,并且还能够提高施工技术。全面分析并且研究BIM技术,能够进一步提高公路桥梁工程施工效率,从而有效解决工程的不足及问题,促进工程顺利的开展,还能够提高工程质量水平。所以,在现代我国公路桥梁工程施工过程中,要对BIM技术的使用积极推广,从而促进交通行业的发展。

参考文献

[1]匡中芹,孙福成,张锰.基于三维激光扫描和BIM模型在桥梁施工阶段质量管理中的研究[J].城市建设理论研究:电子版,2018,17(03):197~198.

[2]周源,颜丽娜.BIM技术在高速公路跨线桥施工安全管理中的应用研究[J].城市建筑,2018,12(02):131+112.

[3]张伟,苏娟,陈慧敏.BIM技术在武汉某高架桥工程施工中的应用研究[J].施工技术,2017,19(04):196~200.

论文作者:隋东升

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/5/14

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