BIM技术研发及在工程实例中的应用探讨
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摘 要：以运城市河东西街延长线跨南同蒲铁路主桥建设项目为例，介绍了BIM技术在工程实例中的应用。针对工程的特点，合理利用BIM技术进行预判分析。根据碰撞检查结果，及时调整工序，规避了左右幅支架位置重叠部分不能同时搭設的难题;模拟现场施工场景，优化了吊装方案，使后续施工顺利开展，同时降低了工程成本，缩短了施工工期，取得了良好的经济效益。
关键词：BIM技术研发 实例 应用探讨
中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（b）-0043-02
伴随着电子信息技术的迅猛发展，BIM技术开始广泛应用于工程建设领域。该文以运城市河东西街延长线跨南同蒲铁路主桥建设项目为例，探索BIM技术在辅助设计方案决策与施工方案优化方面的实践，旨在提升BIM技术模拟仿真的准确度与可靠性，为今后的BIM应用提供有效的技术支持。
1 工程实例概况及重难点分析
1.1 工程概况
运城市河东西街延长线（凤凰路-圣惠路）建设项目跨南同蒲铁路预应力钢筋混凝土连续梁为左右分离式立交桥，宽25m、双向六车道，采用挂篮悬臂浇筑施工。该公路桥线路斜交既有铁路走向，从西往东依次分别为货场专用线（牵出线）、南同蒲铁路线和盐化专用线，梁跨为（57+100+57）m，连续梁结构总长度为213.84m。
1.2 工程重难点
该工程两侧主桥和引桥已施工完毕，施工场地周围是既有排洪渠和3条铁路既有线，同时主桥需要上跨3条铁路既有线，施工难度大、精度要求高、技术较复杂。因此，在确保既有线和客车通道安全运营的前提下，一是要顺利完成既有线上方挂篮悬浇施工;二是要天窗点内挂篮行走;三是在狭窄的场地内合理安排大型机械站位和行走路径是该工程的重点和难点。
2 应用BIM技术研发的必要性
为确保该工程顺利实施，在正式施工前需提前进行以下工作。
2.1 场地规划
由于受现场地形限制，施工场地比较狭窄，只能在既有排洪渠和既有铁路护网之间进行总平面布置，需要通过对场地进行规划和分析，根据该工程现场实际情况做出最符合实际情况的场地规划、大型机械走行路线、总体布局等关键决策。
2.2 管线综合
该工程使用钢筋品种和数量较多，同时还使用了金属波纹管和精轧螺纹钢，因此，在施工前必须考虑施工过程中可能出现的碰撞、冲突，以尽量避免可能产生的成本增加和工期延误。
2.3 施工组织模拟
通过对施工组织的模拟，能够非常直观地了解整个施工安装环节的时间节点和安装工序，并清晰地把握在安装过程中的难点和重点，并对原施工方案进行优化和改善，从而提高施工效率和施工方案的安全性。
综上所述，为确保该工程顺利进行，选择使用BIM技术进行研发并在该工程中实际应用。
3 BIM建模及应用实施
在对工程图纸和现场实际情况进行分析研究的基础上，确定BIM建模要满足3点要求以保证仿真模拟的准确。一是要保证建模信息的完整性。使用Reivt api为基础对桥梁主体设计和现场施工场景进行建模，包括工程结构、建筑材料、各构件之间和大型机械之间的各种逻辑关系，根据它们之间的相互关系进行现场精确布置和后续试验。二是要保证建模信息的相关性。信息模型中的对象是相互联系且可以识别的，利用相关软件对建模的信息进行统计和分析，并生成相应的三维图形，若其中某个因素发生变化则与之关联的其他因素均会自动更新，从而确保建模信息的相关性。三是要保证建模信息的精确性。该工程由于场地狭窄且两侧引桥已完成，因此要求建模信息要详细、精确、完整，经过研究确定采用毫米级的精确度进行此次建模。建模主要参数下所述。
混凝土标号：C55;钢筋：HRB400、JL32mm高强精轧螺纹钢;预应力管道：金属波纹管;外径：Φ114;压浆：真空压浆工艺;坡度：i=3.971‰、-3.977‰;左、右幅桥面宽：12m;两幅连续梁之间净间距：1m;箱宽：6.6m;两侧翼缘板悬臂长：2.7m;主梁根部梁高：6.5m;主梁高跨比：1/15.38;跨中及边跨端部梁高：2.5m;跨中及边跨高跨比：1/40;主梁梁高变化采用二次抛物线：H=0.001772853x2+（2.5m）。
建模完成之后，首先，使用轻量化技术手段在该工程实施前期进行轻量化转码处理，根据工程工期安排，进行施工流程模拟，通过软件碰撞检查功能进行结构碰撞检查，实现虚拟施工分析，直观解决空间关系冲突。其次，充分利用BIM的三维可视化功能再加上时间维度进行模拟施工，合理安排大型起重设备的站位及行走路径，以便减少施工过程中大型机械的移动次数和对地基处理的投入。
4 应用BIM技术效果
（1）通过对主梁支架进行碰撞检查，发现由于现场地形狭窄，左右幅支架同时搭设时会发生部分碰撞，如图1所示。通过三维可视图逐项对碰撞点进行判断、解读和分析，确认左右幅支架同时搭设时发生部分实际交叉碰撞，且为非合理碰撞，如图2所示。根据BIM分析结果，及时调整了工程流程安排，规避了重叠部分无法同时施工的问题，减少了在建筑施工阶段的错误和返工。
（2）通过模拟大型机械站位、走行和同时作业时的工作半径及相互影响，及时反馈进行调整，优化了吊装施工方案，将原方案中6台300t吊车缩减至1台500t、1台200t和1台100t吊车，共计减少租赁费用80余万元。
5 结语
该文以运城市河东西街延长线跨南同蒲铁路主桥建设项目为例，介绍了BIM技术研发并在工程实例中的应用。通过使用BIM技术在工程实施前对施工过程进行模拟，能在实际施工前了解所有构件在实际结构中的相互关系，避地免非合理碰撞的发生;通过对施工场地进行模拟，能清楚地了解施工机械走行和作业时与既有线的关系，避免施工机械侵入既有线限界影响行车以及施工机械同时作业时发生相互干扰。施工结果证明了BIM建模仿真的正确性，充分发挥了BIM技术的预警作用，为今后BIM技术在研发打下了良好的基础。
参考文献
[1] 罗淑平，许桂芳.BIM技术在建筑设计及施工过程中的应用[J].价值工程，2018，37（1）：175-176.
[2] 张立茂，刘文黎.基于BIM的工程施工安全关键技术研究[J].建筑经济，2018，39（8）：43-48.
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