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[bim技术] BIM技术在转体桥施工中的应用

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CATIA入门教程 发表于 2019-4-12 16:17:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
CATIA入门教程
2019-4-12 16:17:29 3163 0 看全部
  在转体桥施工中充分利用BIM技术,能对施工中的要点与难点准确控制。改建铁路阳安二线洋县汉江特大桥采用(40+64+40)m单线预应力混凝土连续梁结构形式跨越京昆高速公路。该转体桥成功运用BIM技术,缩短了工期,节约了成本,取得了良好的经济和社会效益。
  施工难点:由于转体桥的自身特性,有以下施工难点。[p=null,2,left](1)由于地理位置关系,转体桥曲线半径较小,要求球铰定位及线性控制精确度高。
        (2)梁体采用满堂支架法现浇施工是本工程安全、质量的控制重点。
        (3)转体桥临近京昆高速,施工同时对京昆高速行车造成影响,必须在沿承台靠近坡脚一侧做好防护措施。
        (4)转体桥主梁构造较为复杂,异形构件较多。
        (5)工程计算的快慢与准确度直接影响施工进度与各项计划,转体桥工程量较大,计算困难。
        综合上述难点,采用BIM辅助技术,加快了施工进度,提高了设计精度,降低了投资成本。
  BIM应用
  1构建模型:三维模型的创建采用DASSAULT系列CATIA软件进行建模,并采用DELMIA进行施工仿真模拟。一方面将桥梁各个构件实现参数化建模,同时将构件的设计信息、材质等添加至BIM模型中,实现工程人员对项目的快速了解,便于工程的开展。另一方面,通过DEIMIA制作成施工仿真,让施工人员对施工工艺与整个施工流程做到心中有数,保证施工质量。另外,通过CATIA建立的精细化BIM模型还可以供测量人员作为现场坐标复核的依据,确保测量数据的准确性。
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图1基于BIM的三维算量(建模软件算量)
  2三维算量:基于BIM的三维算量利用二次深化后的三维模型,直接点击目标构件得到工程量信息。这种工程量提取的方式可以根据不同人员的不同需求,按照部位,材质等方式进行快速、准确的提取。BIM建模软件提供一定的准确的构件体积量,方便工程技术人员在浇筑混凝土时提前预报混凝土方量,见图1。同时,我们也可通过BIM应用平台来获取已知构件的工程量信息,见图2。通过BIM软件我们可以得到构件的混凝土量,有利于对工程量进行预算和预报。通过BIM施工管理平台,可对工程量进行统计并能按照构件和材质形成工程量清单,方便造价相关人员进行工程计价和预决算。
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图2基于BIM的三维算量(平台算量)

  3碰撞分析:通过碰撞检查对转体桥的施工图进行深化设计,不断对设计进行优化,保证了在施工阶段因“错、漏、碰、缺”而造成的工程损失与工期延误。传统的施工中,二维图纸不能直观的将钢筋、预应力管道、预应力钢筋、预埋件等体现出来,导致在施工过程中,出现彼此之间的碰撞与干扰,造成无法达到设计要求。而采用BIM技术,从三维可视化的角度,避免此现象的发生。本桥针对连续梁碰撞检查共计30处,碰撞点825个。基于BIM的碰撞检查,可以在项目施工前提前发现问题,避免施工过程中的怠工与返工现象,有效加快项目进度,减少材料浪费,节约成本,并且通过对钢筋的优化排布,保证了混凝土振捣的密实性。碰撞检查见图3~图5。  
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图3碰撞点1(钢筋与钢束碰撞)

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图4碰撞点2(钢筋与波纹管碰撞)

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图5碰撞点3(钢筋与封锚钢筋碰撞)

4三维技术交底优化施工:可借助BIM模型来对图纸进行清晰化认识,对结构复杂部位及节点进行准确识别。在施工前,集中相关专业施工人员,采用将BIM三维模型投放于大屏幕的方式进行技术交底工作。BIM三维模型可以可视化预演施工中的重点、难点和工艺复杂的施工区域,多角度、全方位地查看模型,让施工人员更加直观地理解设计意图,这样做,不仅能减少施工中因图纸理解错误导致的返工现象,还能提高交底工作的效率,加快施工进度,还利于工人和非本专业人员理解相关的工作内容,见图6。
  
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图6三维可视化交底模型(连续梁)

5进度管理:通过BIM技术对施工进度进行推演与预警,可以精确计算每一项工序所消耗的时间与材料,这不仅有利于工期安排,而且有利于资源的优化配置,保证工程按期顺利完工。首先,BIM模型中包含了各构件的详细设计信息,包括尺寸信息、材料信息,而且在BIM管理平台中可以快速将计划内混凝土、钢筋等材料用量自动生成,有了这些数据作参考,我们再根据的以往的工作经验便可以得出更加合理的工时需求;其次,动态的4D施工模拟过程,也使得每一个人都可以快速准确的理解计划,使得计划编制人员不需要去查看复杂的图纸,可快速验证计划的合理性与可行性,见图7。  
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图7可视化形象进度

  BIM成果分析
  (1)信息查询迅速便捷:通过对BIM模型信息的快速查询功能,可以实时了解整个项目的工程进度与工程质量,包括材料消耗,相关施工负责人,项目成本信息等。
(2)记录详细,减少施工误差:BIM的碰撞分析可以有效的减少由“错、漏、碰、缺”而造成的延误和损失。通过BIM模型,可以直观、清晰的看到各个构件的排布位置。避免了传统施工中二位图纸难以表达的问题。
(3)节约成本,效率增加:通过BIM模型可快速、高效、准确计算工程量,有效提高工作效率,减少因工程量计算不准确而造成的工程损失。
(4)问题反馈及时有效:4D施工模拟,将整个施工流程通过BIM技术模拟,在实际施工过程将二者对比进行,可以及时发现施工中的问题与偏差,避免了由于误差返工而造成的成本增加。另外,可以借此让施工人员清晰了解每个施工阶段的主要任务,保证工程的实施质量。

  针对洋县汉江特大桥转体桥施工工期紧,技术要求高,地理环境复杂,结构物尺寸变化多,悬灌转体施工难度大等特点,引入BIM技术,运用CATIA软件建立BIM三维信息模型,通过碰撞检查、三维技术交底、三维工程量计算、施工进度管理等先进技术的应用,促进工程项目实现精细化管理、提高工程质量、降低成本和安全风险。借助BIM这一简单直观的手段带来直接的视觉认可,可以减少相关工程技术人员的工作量。这样一来,大大提高了施工效率,降低了施工成本。BIM在转体桥中的施工,改变了传统落后的施工模式,并为BIM在桥梁施工中的应用提供了参考。

  内容来源:陈立伟.基于BIM技术下论转体桥施工中的应用[J].价值工程.

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