虚拟建模(BIM)技术在工程施工中的应用

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　　内容提要：文章阐述了虚拟建模（BIM）技术在桥梁工程施工中的应用，重点阐述通过参数化及可视化设计，对顶推主要部件实现3D建模，确保尺寸准确无误，保证顶推施工精度及施工质量;提前碰撞检查，改进施工方案，使脚手架与临时结构的零冲突，减少施工中的技术难题和重复工作，保证结构稳定性，保证顶推受力结构质量。通过应用该技术，并与常规拟定的工期和成本对比，具有极其可观的经济效益。
　　关键词：虚拟建模（BIM）技术  可视化 碰撞检查 工期 经济效益
　　1.前言
　　BIM技术在很多领域的应用取得了良好的效果。但目前我国在工程桥梁设计及施工方面才刚刚起步，在工程设计及施工中采用BIM技术能更直观的管控施工，同时运用BIM技术进行施工模拟工作，更好的把握工艺流程信息等。更易展示与介绍，应用可视化技术交底等技术则可以更好的服务于工程。虚拟建模（BIM）技术通过在齐齐哈尔省道齐富公路嫩通高速至嫩江大桥段工程建设项目的成功应用，获得了监理及业主的一致好评，同时为施工节约了大量成本，取得了良好的经济效益。为以后BIM技术在工程施工中的应用起到了良好的促进作用，也为类似工程施工提供了参考。
　　2. 虚拟建模（BIM）技术特点
　　普通二维图纸不能清晰的表现各个部位，不但费时费工，还容易出差错，通过BIM技术三维建模后，可以提前看到各个细节的三维图纸，通过碰撞检查，相互冲突部位可在电脑上提前修改施工方案，避免了施工时该部的返工，即提高了施工效率，又节约了施工成本。同时在方案研讨和汇报时更加直观，使复杂的工作简单化。
　　3.适用范围
　　本工法適用于工程施工中所有的立体交叉结构，在施工前进行三维预演，使施工方案、交底更加合理化、实用化。通过三维动画演示，结合技术人员讲解，使作业人员更加直观、快速的掌握现场施工;使监理和业主更好的管控施工。
　　4.工程概况
　　本项目是以齐富公路嫩大段跨铁分离式立交桥施工为依托进行BIM技术在工程中的应用研究的。其中A1标段为跨平齐铁路及哈齐客专铁路分离式立交桥，与既有平齐铁路交叉位置位于大民屯车站以东，大民屯货场附近，自西向东跨越哈齐客专、平齐线、军事专用线、电务专用线共七条铁路线，其中哈齐客专和平齐线为电气化铁路，与铁路相交右角为76°。桥梁全长566.04m，公路等级为一级，立交桥分左、右两幅。主桥跨铁路，全桥共24跨，分为七联。其中第四联为主桥段，为预制80米预应力混凝土箱梁，此段采用顶推法进行架梁施工。
　　5.工艺原理
　　通过参数化及可视化设计，对顶推主要部件实现3D建模，确保尺寸准确无误，保证顶推精度，确保顶推施工质量。提前碰撞检查，改进施工方案，使脚手架与临时结构的零冲突，减少施工中的技术难题和重复工作，保证结构稳定性，保证顶推受力结构质量。形成主桥顶推施工建模，对既有线环境和混凝土箱梁在顶推施工前进行模拟，保证既有线的行车安全。
　　5.1操作要点
　　通过对顶推主要部件实现3D建模，提前对箱梁钢筋与钢绞线冲突碰撞、脚手架与临时支墩冲突碰撞、顶推箱梁底与设计坚曲线模拟走行等工序的预演，提前改进、优化施工方案。
　　通过三维动画在方案会上对相关监管部门进行汇报展示，使得相关部门更直观快速的了解施工并对方案提出修改意见，使施工方案更加合理化。
　　5.1.1 BIM技术在临时支墩施工中的应用
　　因满堂红支架搭设方案对现场施工碰撞冲突体现不完全，在BIM建模中将这一缺陷及时填补，检查满堂红支架与平联冲突位置，做好施工前准备工作。
　　5.1支架碰撞检查
　　5.2.2 BIM技术在混凝土箱梁预制中的应用
　　5.2.3 BIM技术在箱梁顶推中的应用
　　本工程施工工序复杂，很多结构都是第一次干，普通二维图纸不能清晰的表现各个部位，不但费时费工，还容易出差错，通过BIM技术三维建模后，可以提前看到各个细节的三维图纸，一目了然，是复杂的工作简单化。
　　5.2.4  BIM技术在落梁中的应用
　　根据现场实际情况，拆除L1号临时墩、11号墩滑道后，11号、12号墩分别落梁，两墩水平落至最低点后，同步顶升至设计位置，
　　6.材料与设备
　　高配置电脑，BIM应用程序
　　7.效益分析
　　7.1经济效益
　　通过采用该技术施工与BIM在顶推过程中的应用，实现了主桥混凝土80m段箱梁顺利就位，实际节约工20天，节约比例32%，节约工程总成本约50万元，降低比例为35%，并实现了质量、安全、工期零缺陷，减少了后期维修费用。
　　7.2社会效益
　　主桥顶推段箱梁顶推施工中间遭遇了诸多技术困难，本项目结合全国最先进的全流程可视化操作系统“BIM技术”对顶推前中后期进行全方位把控：
　　通过各项措施的实施，此项工程顺利完成，质量、安全、工期零缺陷，不仅受到了哈尔滨铁路局、齐齐哈尔市交通运输局的一致表扬，而且完满完成既有工期计划，社会意义重大，可为其他类似环境或地域条件内的工程提供借鉴。
　　7.3节能环保效益
　　该工程通过采用BIM技术减少了作业时间和天窗次数，将施工对周边环境的影响大大降低，同时严格遵守国家环境保护部门的相关规定，采取封闭施工来预防和消除因施工造成的环境污染。
　　8.结束语
　　省道齐富公路嫩通高速至嫩江大桥段工程在施工中应用了虚拟建模（BIM）技术克服了诸多难点，完全满足了施工规范及验收标准：
　　综上所述，虚拟建模（BIM）技术在施工中的应用，形成一套完整施工技术的思路，通过项目部各部门努力，实现了虚拟技术与现实工程相结合的施工工艺，在各环节得到了管控，提前预知风险和施工难点，保证了每个细节工程的质量，并优化了施工工艺，提高了工作效率，节约了施工成本。
　　参考文献
　　1. 省道齐富公路嫩通高速至嫩江大桥段工程施工图纸。
　　2.《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》 TZ203-2008
　　3.《铁路桥涵工程施工安全技术规程》TB10303-2009  J944-2009
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