BIM技術(shù)在廣元赤化大橋工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

項(xiàng)目簡介

赤化大橋項(xiàng)目由北京市政集團(tuán)六公司承建，項(xiàng)目位于清江河下游河段，橋梁建成后橫跨清江河，緊鄰舊108國道，上游為劍門關(guān)水庫，汛期河水流量大，持續(xù)時(shí)間長。施工過程中需準(zhǔn)確把握時(shí)機(jī)。鋼管柱搭設(shè)、0#塊澆筑、掛籃體系拼裝須在汛期之前完成，才能保證工期要求。

橋梁全長263m，第一聯(lián)與第三聯(lián)為支架現(xiàn)澆法施工，第二聯(lián)為連續(xù)變截面魚腹式箱梁，橋面凈寬26.5m，單箱四室，采用懸臂掛籃法現(xiàn)澆施工，下部結(jié)構(gòu)為門架式橋墩.

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01

BIM技術(shù)應(yīng)用策劃

1.1項(xiàng)目重難點(diǎn)分析

重點(diǎn)一：工期緊、任務(wù)重、進(jìn)度管控要求嚴(yán)格;

重點(diǎn)二：歷史文化景觀橋梁，施工質(zhì)量要求高;

難點(diǎn)一：大截橋梁掛籃法施工控制難度大;

難點(diǎn)二：變截面魚腹式箱梁，預(yù)應(yīng)力體系復(fù)雜，碰撞多;

使用BIM原因：

針對(duì)重點(diǎn)一：引入BIM技術(shù)，繪制橋梁三維模型，關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃，借助BIM5D進(jìn)行過程進(jìn)度管理和控制;

針對(duì)重點(diǎn)二：引入BIM5D管理平臺(tái)，全方位、多角度管控過程質(zhì)量與安全、保證出現(xiàn)問題及時(shí)整改;

針對(duì)難點(diǎn)一：傳統(tǒng)交底難以滿足施工要求，利用BIM技術(shù)對(duì)掛籃法橋梁施工的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)工序進(jìn)行施工可視化交底;

針對(duì)難點(diǎn)二：引入BIM技術(shù)進(jìn)行三維碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題，避免窩工、返工現(xiàn)象出現(xiàn)

1.2應(yīng)用目標(biāo)及流程

應(yīng)用流程：

·提高項(xiàng)目管理水平;

·節(jié)點(diǎn)工藝BIM可視化交底;

·質(zhì)量安全、進(jìn)度平臺(tái)化管理;

·碰撞檢查，提前協(xié)調(diào)解決問題;

應(yīng)用流程：

1.3項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)體系

BIM應(yīng)用團(tuán)隊(duì)由公司BIM中心、外部協(xié)調(diào)單位、項(xiàng)目經(jīng)理、總工以及項(xiàng)目BIM應(yīng)用小組等三方相關(guān)人員組成。

1.4軟件配置

本工程項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用軟件主要是Autodesk公司和廣聯(lián)達(dá)公司等相關(guān)軟件;

1.5應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)集團(tuán)BIM技術(shù)應(yīng)用指南與建模標(biāo)準(zhǔn)，編制該工程項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用策劃書和應(yīng)用指南，為BIM技術(shù)應(yīng)用指明方向，使應(yīng)用有據(jù)可依。

02

BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1參數(shù)化模型建立

借助revit等軟件建立橋梁主體結(jié)構(gòu)及其橋梁附屬設(shè)施三維模型，根據(jù)施工方案模擬需要進(jìn)行模型整合;

第二聯(lián)為變截面連續(xù)式箱梁結(jié)構(gòu)，箱梁截面上下部變坡點(diǎn)數(shù)量多且多為曲面結(jié)構(gòu)，下部形狀為圓曲線+二次拋物線，結(jié)構(gòu)線型復(fù)雜。為能準(zhǔn)確提取混凝土物資工程量，故對(duì)模型繪制精度要求高。

采取措施：CAD+Revit，將CAD立面圖導(dǎo)入Revit，拾取底部曲線，對(duì)結(jié)構(gòu)頂面兩側(cè)高差引起的坡度單獨(dú)繪制后，進(jìn)行上下部模型剪切和融合后，進(jìn)行內(nèi)部箱室(空心剪切)處理，保證模型精度。

本橋梁工程連續(xù)梁體系施工尤為關(guān)鍵，為此繪制掛籃體系模型、可調(diào)節(jié)式模板等模型。

最后將橋梁結(jié)構(gòu)、掛籃體系結(jié)構(gòu)、可調(diào)節(jié)式模板等BIM模型進(jìn)行模型整合，為后續(xù)BIM應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.2碰撞檢查

繪制BIM模型進(jìn)行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)鋼筋布置、預(yù)應(yīng)力筋與掛籃錨固系統(tǒng)、掛籃體系本身等存在多處碰撞點(diǎn)，需要及時(shí)解決。

2.3模型深化設(shè)計(jì)

通過建立橋梁結(jié)構(gòu)與掛籃體系三維模型，根據(jù)碰撞檢查報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。利用模型進(jìn)行不同狀態(tài)下的方案比選，輔助設(shè)計(jì)深化，快速完成設(shè)計(jì)變更。做到事前控制，避免出現(xiàn)返工、窩工現(xiàn)象，保證工期要求。

2.4施工可視化交底

對(duì)橋梁施工重難點(diǎn)工藝進(jìn)行BIM可視化交底，借助BIM可視化搭建有效的溝通橋梁，減小項(xiàng)目管理人員和施工班組之間想象的落差，簡化并加速溝通過程。提高施工效率。

2.5施工場地布置及安全文明施工

快速模擬施工現(xiàn)場平面布置，不斷進(jìn)行場地優(yōu)化設(shè)計(jì)，并根據(jù)安全文明施工要求，利用BIM技術(shù)模擬安全文明設(shè)施布設(shè)，做到布設(shè)位置合理，設(shè)備設(shè)施齊全，節(jié)約資源，提高現(xiàn)場文明施工管理水平，爭創(chuàng)省安全文明施工工地榮譽(yù)稱號(hào)。

03

BIM5D協(xié)同管理應(yīng)用

本項(xiàng)目模型建立完成后，采用廣聯(lián)達(dá)BIM5D協(xié)同管理平臺(tái)進(jìn)行質(zhì)量、安全、進(jìn)度等方面的管理，真正將模型用于現(xiàn)場，提高項(xiàng)目精細(xì)化管理水平。

3.1質(zhì)量安全協(xié)同管理

本橋梁工程質(zhì)量安全要求高，為此建立BIM模型，并搭載BIM5D管理平臺(tái)對(duì)施工質(zhì)量、安全進(jìn)行全方位、全過程的管理，將項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)和平臺(tái)優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合，提高過程施工管理效率，對(duì)過程施工質(zhì)量問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)解決。

網(wǎng)頁端對(duì)質(zhì)量、安全問題按事故等級(jí)進(jìn)行分類整理，落實(shí)整改責(zé)任人、參與人、監(jiān)督人形成閉環(huán)。

每周對(duì)質(zhì)量、安全問題處理情況進(jìn)行再次對(duì)比分析，有效落實(shí)整改措施

3.2進(jìn)度協(xié)同管理

本項(xiàng)目通過5D平臺(tái)，基于Web端和移動(dòng)端，從總-月-周三個(gè)維度進(jìn)行進(jìn)度精細(xì)化管控

由于汛期河水流量較大，故本橋梁施工進(jìn)度須嚴(yán)格管控，借助5D管理平臺(tái)，根據(jù)實(shí)際情況劃分施工流水段，落實(shí)責(zé)任人。

電腦端進(jìn)度模擬對(duì)比實(shí)際與計(jì)劃進(jìn)度之間的偏差，根據(jù)相關(guān)責(zé)任人記錄滯后原因進(jìn)行分析比較，找出問題癥結(jié)所在，適時(shí)調(diào)整計(jì)劃、資源等配置需求，保證及時(shí)有效落實(shí)糾偏措施。

3.3云平臺(tái)應(yīng)用管理

使用云平臺(tái)空間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，過程管理資料留存，且互通互聯(lián)，參建各方均可查看，為日后運(yùn)行維護(hù)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

04

BIM創(chuàng)新應(yīng)用

4.1二維碼技術(shù)應(yīng)用

利用二維碼技術(shù)制作施工安全技術(shù)交底，保證工人在書面交底后能隨時(shí)隨地在現(xiàn)場進(jìn)行查看。方便快捷，施工現(xiàn)場垂直運(yùn)輸較多，將二維碼技術(shù)與塔吊作業(yè)的每日巡檢工作相結(jié)合，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，保證作業(yè)安全。

4.2ANSYS大體積混凝土應(yīng)力分析

利用Revit建立橋梁三維模型，分部導(dǎo)出iges格式文件，利用Hypekmesh軟件修改材料與模型單元特性，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，填寫相關(guān)參數(shù)后，利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，出具應(yīng)力分析圖。

4.3大體積混凝土澆筑溫度控制

在承臺(tái)澆筑前，在承臺(tái)內(nèi)部分層布置冷卻管，澆筑混凝土?xí)r進(jìn)行冷水循環(huán)，保證澆筑溫度與內(nèi)外模溫差符合設(shè)計(jì)要求，減小承臺(tái)因澆筑混凝土水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，進(jìn)而避免產(chǎn)生溫度裂縫。

4.4模架支撐體系模擬

利用軟件計(jì)算支撐體系受力情況，根據(jù)計(jì)算結(jié)果布置BIM模型圖，輔助進(jìn)行專項(xiàng)方案論證，指導(dǎo)現(xiàn)場安裝。

05

項(xiàng)目總結(jié)及下一步計(jì)劃

5.1項(xiàng)目BIM應(yīng)用總結(jié)

應(yīng)用BIM技術(shù)建立三維模型，從場地布置、方案優(yōu)化、碰撞檢查、輔助設(shè)計(jì)變更、可視化交底、協(xié)同管理、創(chuàng)新應(yīng)用等方面深度參與項(xiàng)目過程管理，為項(xiàng)目管理提質(zhì)增效。

①、建立橋梁、掛籃體系等構(gòu)件模型共計(jì)400余個(gè)，為后續(xù)同類工程提供模型資源;

②、模型碰撞檢查發(fā)現(xiàn)問題30余處，輔助設(shè)計(jì)變更10余項(xiàng);

③、橋梁0#塊鋼管柱施工、掛籃體系施工等重難點(diǎn)工藝可視化交底10余項(xiàng);

④、BIM5D管理平臺(tái)應(yīng)用，現(xiàn)場施工質(zhì)量、安全管理效率大幅提高;

⑤、應(yīng)用可視化交底與施工模擬，有效縮短掛籃體系拼裝時(shí)間，保證工期;

5.2應(yīng)用效果分析

根據(jù)項(xiàng)目重難點(diǎn)以及BIM應(yīng)用原因出發(fā)，BIM模型進(jìn)行碰撞檢查，做到事前發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決;利用5D管理平臺(tái)對(duì)質(zhì)量、安全、進(jìn)度進(jìn)行協(xié)同管理，保證了工期要求;利用可視化技術(shù)對(duì)重難點(diǎn)工藝進(jìn)行施工模擬，提前進(jìn)行技術(shù)把控;BIM技術(shù)+創(chuàng)新應(yīng)用提升管理效率。

5.3經(jīng)濟(jì)效益分析

模型管理：

本工程掛籃體系復(fù)雜，結(jié)構(gòu)斷面較大。通過與類似工程對(duì)比發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行掛籃預(yù)拼裝和預(yù)壓等需要20天。應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)掛籃法施工進(jìn)行控制，僅需10天完成預(yù)拼裝工作。利用BIM技術(shù)建立變截面箱梁模型，準(zhǔn)確提取物資工程量，有效降低材料浪費(fèi)。

BIM5d平臺(tái)管理：

通過對(duì)質(zhì)量、安全、進(jìn)度的協(xié)同管理，提升了項(xiàng)目整體管理效率。通過與傳統(tǒng)管理模式進(jìn)行對(duì)比分析，減少組織協(xié)調(diào)工作量，通過方案模擬減少不必要返工，節(jié)約工期，節(jié)省費(fèi)用。

①、節(jié)約組織協(xié)調(diào)時(shí)間30天，節(jié)省費(fèi)用達(dá)5萬元;

②、施工方案模擬，提前發(fā)現(xiàn)問題，輔助設(shè)計(jì)變更，節(jié)約工期20天，節(jié)省費(fèi)用達(dá)5萬元;

③、對(duì)橋梁內(nèi)部、掛籃內(nèi)部、橋梁與掛籃等進(jìn)行碰撞檢查，節(jié)約工期和資源費(fèi)用約5萬元;

④、質(zhì)量、安全、進(jìn)度協(xié)同管理，節(jié)省資源費(fèi)用達(dá)10萬元;

通過BIM技術(shù)應(yīng)用，提升了施工過程整體管理效率，節(jié)省資源與組織協(xié)調(diào)費(fèi)用約25萬，節(jié)省混凝土材料費(fèi)用、機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用、人工費(fèi)等約7萬元;

5.4下一步計(jì)劃

3D打印技術(shù)：

本橋梁工程為歷史文化景觀橋梁，欄桿面板造型為紅軍浮雕式樣，擬打算與設(shè)計(jì)研究采用3D打印技術(shù)對(duì)浮雕樣式模板進(jìn)行打印，保證觀感效果。同時(shí)對(duì)橋梁模型與掛籃體系進(jìn)行3D打印，將3D打印+BIM可視化技術(shù)結(jié)合的新型交底方式，在類似工程項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用推廣。

發(fā)展體系建立：

BIM人才培養(yǎng)：

不斷交流培訓(xùn)，提高BIM應(yīng)用水平。積極引導(dǎo)項(xiàng)目人員全員參與BIM技術(shù)應(yīng)用;

完善應(yīng)用體系：

針對(duì)不同項(xiàng)目制定不同應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，完善構(gòu)件族庫，明確人員職責(zé)分工。將BIM技術(shù)納入企業(yè)管理。

項(xiàng)目中應(yīng)用實(shí)踐：

不斷依托于工程項(xiàng)目，完善施工過程中BIM應(yīng)用，參與設(shè)計(jì)、運(yùn)維等階段BIM應(yīng)用，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

提高企業(yè)核心競爭力：

BIM技術(shù)無疑是建筑業(yè)一場變革，信息化、大數(shù)據(jù)等將引領(lǐng)智慧建造的發(fā)展，我們隨時(shí)代一起進(jìn)行變革。

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