铁路桥梁施工BIM技术应用要点

铁路桥梁施工BIM技术应用要点

(中铁一局集团有限公司,湖北,武汉,430024)

【摘要】BIM技术在铁路桥梁施工中的应用,开辟一个新的科技与建筑相结合的智能新领域。建立信息管理平台,实现施工信息的快速查询,从而使项目的信息化管理水平得到提升。利用BIM进行四维施工模拟,实现施工进度可视化,为施工计划调整、资源配置及施工过程的科学合理安排提供参考依据。通过仿真,对施工工艺进行验证,对重难点施工方案进行优化和调整,确保施工方案准确无误;对现场作业人员进行三维技术交底,提供现场操作的动态指导,实现了施工技术交底的直观化和生动化,提高工作效率;预先掌握桥梁施工存在的重大风险源,并制定应对措施,为现场人员操作提供施工安全指导,保证人员施工安全。

【关键词】BIM;应用;铁路;桥梁;要点

BIM技术简称建筑信息模型(BIM-BuildingInformationModeling),可利用三维数字化模型对工程进行规划、设计、施工、运营的工作过程;作为规划、设计、施工、运营等协作单位提供协同工作的基础,可实现快速算量,碰撞检查,冲突协调、虚拟施工的系统化技术。

1、BIM技术在铁路行业的应用现状

美国、新加坡、日本、韩国等多个国家已在建筑行业提出BIM应用要求,并建立了BIM国家级应用标准,我国建筑、水电等行业引入BIM技术较早,较为成熟,正在全行业大力推广BIM技术;铁路总

公司各所属单位已纷纷开展部分BIM技术研究及应用实践工作,如中铁一局、中铁二院等设计院、工程局投入了多个试点项目,发展较快;如宝兰客专石鼓山隧道、蜻蛉河双线特大桥、北盘江特大桥、白沙坨大桥等BIM试点项目已获得丰富的应用成果和经验。

2、铁路桥梁推广引用BIM技术方案计划

为加强桥梁施工过程管理,实现桥梁标准化施工,精细化管理,引入BIM技术对铁路桥梁重难点施工工序的仿真、施工进度的模拟,确保大桥安全、质量和进度全面受控。实例为成昆铁路永仁至广通段蜻蛉河双线特大桥。

提高桥梁施工模型构建的水平,集齐铁路桥梁分部分项工程模型、施工人员、材料、机具模型等系统资料,并保存再利用,为桥梁工程项目施工图纸校核,工程量核算提供便利的条件,使复杂的过程简单省时省力。

通过关键施工工艺仿真、安全风险预警及三维技术交底,提高铁路桥梁施工过程中的风险管控水平。

探索桥梁工程精细化的施工管理方法,注重知识库的积累,创建施工信息管理平台。

3、铁路桥梁施工BIM技术应用要点

3.1构建桥梁施工模型1万多个,模型总量5G以上,分为施工工程模型:地表、地质、基础、桥墩、桥梁、桥面系、桥台等;施工人员模型:施工人员,施工管理人员,监理人员,业主等;施工机械设备模型:自卸车、挖掘机、混凝土罐车、打桩机、起重机、泵车等;各类主材:各标号混凝土、各种型号钢筋、各类预埋件等。

大桥模型处理包括二维成果转换、施工模型划分、施工设备布置和资源配置等施工仿真模型构建

研究内容:

(1)实现设计成果参数化转化模型的方法;

(2)实现复杂桥梁施工模型快速构建方法;

(3)根据施组调整,实现施工模型快速修改;

3.2干涉碰撞检查0#块预应力钢绞线管道位置需预留正确;干涉分析提前预知预留管道与钢筋碰撞位置;及时调整钢筋敷设方式,确保后期施工方案的可靠性;0#预应力钢绞线预留管道与钢筋的碰撞干涉。在承台浇筑过程中,作为温控措施的关键工艺,冷却水管的布置尤为重要。项目中基于BIM模型对冷却水管进行三维布置,并通过干涉分析,验证布置的冷却水管与钢筋、桩基是否产生碰撞,确保施工方案可靠性。

3.3工程量快速、精确计算与图纸的工程量进行核算;预算工程量与施工前物料准备更准确

在项目过程中,施工人员通过BIM技术,对关键重点部位进行BIM工程量计算,将得出的结果与设计二维图纸的工程量进行校核,修正设计工程量,从而使得预算工程量更加精确可靠。

3.4预埋件在项目过程中,施工人员通过BIM技术,对关键重点部位进行BIM工程量计算,将得出的结果与设计二维图纸的工程量进行校核,修正设计工程量,从而使得预算工程量更加精确可靠。

在墩身及梁部施工中预埋件种类较多(如检查梯、吊围栏滑漕,电梯、输送管和塔吊固定预埋件等),预埋件位置之间,预埋件与墩身钢筋、预埋件位置与洞身通风孔及模板拉筋位置均存在相互干扰,通过干涉碰撞功能,以三维模型的形式直观显现出来,施工前进行调整,同时在施工过程实时提醒作业人员在每循环施工中需要埋设的预埋件及管道。

3.5BIM施工仿真及技术交底重难点施工工艺

实现施工工艺过程的可视化,直观指导施工过程;发现施工过程的盲点与问题,提前提出解决方案;验证重难点施工工艺的可行性,为施工方案优化提供依据;统计施工材料,施工设备使用情况,为备料、设备调配提供依据;工艺难点:承台需一次性浇筑完成,工艺步骤复杂,温控要求高;实现承台11种类5000余个钢筋建模及施工辅助设施;针对人员作业、物料吊装进行详细仿真,用于指导现场施工。

承台施工、主墩塔翻模施工、墩顶施工仿真、三维技术交底开启安全风险预警。主墩塔施工高空进行作业存在安全风险;施工仿真验证安全护栏和通道的可靠性,实现辅助设施的调整;对人员的站位和操作都可进行可靠的指导,实现安全质量管理

模板吊装时,受重力作用、风力的影响,模板会自由摆动,施工位置越高时摆动幅度更大,模板摆动区域为危险区域,利用BIM技术对模板摆动区域进行仿真,确定危险区域范围,在模板吊装时对作业人员进行安全指导,保证人员处在安全区域。

清晰直观三维技术交底,施工人员易读,易理解;可作为项目多方协同交流的载体,降低交流成本;探索应用BIM技术实践桥梁工程精细化的施工管理方法,并积累指导同类工程施工管理应用经验。

•全桥施工进度模拟

BIM模型与施工计划结合,三维可视化手段直观形象展示施工进度;

施工计划与三维场景结合,为优化调整施工计划提供参考;工程文档资料的整理、归档、储存过程完成,可以作为知识累积,提供平台迅速查找,作为学习渠道进行共享。

结束语:BIM技术应用取得的效益与价值,将平面设计图纸转换为三维施工模型,实现三维可视化以BIM传递工程信息,将铁路桥梁施工推入一个可视化的新时代。

参考文献:

[1]程建华、王辉:项目管理中BIM技术的应用与推广(J):施工技术;2012年16期。

[2]陈延敏、李锦华:国内外建筑信息模型BIM理论与实践研究综述(J):城市:2013年10期。

[3]汪顺波、李萍:工程项目不同阶段BIM应用(J);门窗:2013年06期。

[4]苏骏、叶红华:基于BIM的设计可视化技术在世博会德国馆中的应用【J】;土木建筑工程信息技术,2009年01期。

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