中铁三局集团有限公司运输工程分公司 山西榆次 030600
摘要：以BIM技术为载体的管理信息化模型，利用三维模型对技术人员、劳务队伍进行局部难点三维交底，碰撞检查，施工模拟，虚拟拼装，杆件优化，4D资源动态管理等应用，提高了信息化管理水平。
关键词：BIM技术；64m钢桁梁；碰撞检查；虚拟施工；方案比选
黄大铁路，北起朔黄铁路黄骅南站，向南经河北省海星县，跨漳卫新河进入山东省，途径滨州、东营、潍坊市寿光，抵益羊铁路大家洼站，线路全长207.68公里。由神华集团黄大铁路有限公司投资建设，铁路等级为Ⅰ级，单线电气化铁路。徒骇河特大桥起讫里程DK101+995.14～DK102+834.96，中心里程DK102+415，桥梁长度为839.82m，结构形式为1-32mT梁+（20+28+20）m刚构+5-32mT梁+1-64m钢桁梁+15-32mT梁组成。
徒骇河特大桥9#、10#墩采用1孔64m钢桁梁跨越徒骇河，徒骇河为Ⅱ级航道，汛期长，水流量大，汛期期间严禁水中施工。若按传统的施工工艺，工期相对较长，不能保证在徒骇河汛期来临之前完成架设任务。钢桁梁杆件种类多，施工精度要求高，施工经验相对缺乏，必须选取一种工期相对较短的施工方法，并且尽量预知施工过程中可能存在的问题，提前做出解决方案，减少对工期的影响。因此将BIM技术引入铁路钢桁梁拼装施工。
1、BIM定义
建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。
住建部《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》把BIM技术作为建筑业“十二五”信息化发展的重点，各地方政府、行业协会、高端业主纷纷相应的文件、制度来推动BIM技术的引入和使用。BIM技术在房建工程应用比较广泛，但是在铁路方面，铁别是铁路桥梁工程钢桁梁拼装方面的应用少之又少。将BIM技术与钢桁梁施工相结合应用于施工现场，总结出一套施工工艺，尚属国内外首次，具有创造性、独立性、先进性。
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2、BIM技术在钢桁梁拼装过程中的应用
以BIM技术为载体的管理信息化模型，利用三维模型对技术人员、劳务队伍进行局部难点三维交底，提高交底的效率和质量；利用BIM技术特有的碰撞检查功能，查看各构件之间是否存在碰撞点；通过施工模拟对多种不同的施工方案进行比选，确定最佳施工方案，同时利用虚拟拼装优化杆件拼装顺序，提高了现场拼装效率，缩短了工期，节约了成本；通过国内外BIM软件将4D资源动态管理、EPM进度管理与BIM技术进行结合，开展了基于BIM技术的64m钢桁梁拼装的虚拟施工，工程量提取和现场信息管理，提高了信息化管理水平。
2.1 BIM技术在钢桁梁拼装施工进度管理中的应用
为解决如何在技术上实现 BIM 在进度管理中的应用问题，通过探究三维建筑信息模型建立和施工进度数据创建，分析四维建筑信息模型的建立，提出了基于BIM 的4D管理系统是未来发展方向的观点，结合系统功能需求及三维模型数据结构的分析，形成系统的结构体系，并以 Revit 和 Project 平台设计其实现流程。
2.2 基于BIM技术的3D信息模型
首次将BIM技术应用到铁路64m钢桁梁施工中并建立了铁路桥梁施工经常涉及的混凝土结构、钢桁梁、吊车、浮箱、临时支墩等BIM族库，为BIM技术在铁路施工中应用打下基础，做出贡献。
2.3 基于BIM的三维可视化技术
基于BIM的三维可视化技术在钢桁梁拼装施工过程中起到了非常重要的作用，如：三维可视化施工交底、钢桁梁拼装施工模拟、三维可视化图纸审核等应用。基于BIM三维可视化功能，能够为技术人员提供充足的3D信息，利用这些数据项目工程人员较早的接触到虚拟的数字化工程细节，并进行沟通协调，对提高工程质量，加快施工方案审核速度有着重要作用。
2.4基于BIM的碰撞检查技术
基于BIM的碰撞检查技术在钢桁梁拼装施工中的应用起到了至关重要的作用。碰撞检查以BIM模型为依托，将构件之间的碰撞点直观展现，发现碰撞点的位置在施工中需特别注意，起到工程预警作用。通过碰撞检查可以对杆件进行优化和变更，从而在钢桁梁拼装时节省时间同时保证了施工质量。通过BIM碰撞检查在钢桁梁施工过程中的应用，有效减少了施工时间，保证了施工工期和工程质量。
2.5 基于BIM的虚拟施工技术
虚拟施工在钢桁梁拼装施工中应用点为施工方案的比选、吊装顺序优化、风险点分析等。通过虚拟施工管理者、技术人员可以了解钢桁梁拼装施工中的工序衔接，在建设过程初期就可以将施工组织等安排最优化，大大节约了施工工期、创造了经济效益和社会效益。
2.6 基于BIM技术的钢桁梁云端与拓展应用
传统Revit导出的模型进行利用，整个都是单机过程，并没有一个很好的平台来支持。操作者需要有着一定的技术水平和对软件的相关知识，况且Revit模型对电脑配置要求较高，软件较大。为了方便现场管理，对此我们进行了积极的摸索尝试，最终尝试出了一种可以让Revit模型简便利用的方法。通过国际通用IFC文件格式，利用鲁班LubanTrans_Revit插件，将Revit模型转换成PDS文件导入鲁班后台，实现模型的相互利用。
3、技术创新点
该项目以黄大铁路徒骇河特大桥64m钢桁梁拼装施工为工程背景开展技术攻关，开发了省级工法1项，成套技术达到了国际先进水平，主要技术创新点如下：
3.1开发了铁路64m钢桁梁拼装施工BIM模型的构件级族库，丰富了铁路BIM模型建模族库，为BIM技术在铁路64m钢桁梁拼装施工中的快速应用奠定了基础条件。
3.2对64m钢桁梁拼装设计进行基于BIM技术的三维可视化审图，借助BIM技术先进的碰撞检查和虚拟拼装功能，各杆件之间存在的碰撞点，提前进行设计变更节约工期。通过虚拟拼装确定最佳拼装方案，个别杆件确定最佳吊装方案，节约工期，降低成本。
3.3通过国内外BIM软件的结合，开展了基于国内BIM管理平台的虚拟施工、4D资源动态管理、EPM进度管理与BIM技术的深度结合，首次在铁路行业尝试建立了施工阶段基于IFC的数据集成管理平台，实现了64m钢桁梁拼装施工进度控制、成本控制、方案优化的信息化。
3.4提出了基于BIM技术的铁路项目组织管理模式和工作制度流程，推动了BIM技术在铁路行业施工阶段的应用进程。
4、结束语
通过黄大铁路的实际应用，新建铁路64m钢桁梁BIM技术已经成熟，其技术适用于具有钢桁梁施工各等级公路工程、市政工程、铁路工程的桥梁工程施工，具有广阔的推广应用前景。将BIM技术引用到铁路的施工流程中并进行应用属于国内外首创，具有独立性、创新性。
论文作者:麻松松
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签：技术论文; 铁路论文; 模型论文; 工期论文; 信息论文; 技术人员论文; 汛期论文; 《防护工程》2018年第35期论文;