橋梁工程施工研究3篇
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［摘要］對(duì)某鐵路橋梁工程項(xiàng)目施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行了概述，從預(yù)制場(chǎng)地綠色文明工地的規(guī)劃、關(guān)鍵部位施工難點(diǎn)的施工模擬、施工臨時(shí)設(shè)施的有限元分析等方面對(duì)BIM技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和分析，從而更好的為該橋梁工程的施工起到輔助和驗(yàn)證及優(yōu)化的作用，有助于橋梁工程施工的創(chuàng)新性與先進(jìn)性。
［關(guān)鍵詞］橋梁工程；BIM技術(shù)；施工
應(yīng)用對(duì)工程關(guān)鍵部位的施工方案先進(jìn)行模擬施工，可以很直觀得看到施工過(guò)程中的所有步驟，發(fā)現(xiàn)施工中的重點(diǎn)，預(yù)設(shè)可能發(fā)生的困難，提前找到施工過(guò)程中隱藏的問(wèn)題，有針對(duì)性的對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化和補(bǔ)充。某鐵路橋梁工程項(xiàng)目難度較大，將BIM技術(shù)運(yùn)用到這個(gè)項(xiàng)目中，可以起到很好的示范作用。
1項(xiàng)目難點(diǎn)和重點(diǎn)
此項(xiàng)鐵路橋梁工程項(xiàng)目的工程量比較大，工期短，在沿線，有很多管線需要拆除、改移，受到遷移的影響很大。施工現(xiàn)場(chǎng)采用箱梁吊裝，但是空間比較狹小，因此，對(duì)施工方案提出了更高的要求。怎樣在工程量大，工期短，施工難度高的情況下，很好地完成安裝工作，是項(xiàng)目部需要亟待解決的難題。根據(jù)設(shè)計(jì)圖，在仔細(xì)勘察了施工現(xiàn)場(chǎng)以后，項(xiàng)目部制訂比較詳細(xì)的安裝施工方案，包括設(shè)計(jì)、施工部署、臨時(shí)裝備的設(shè)置、臨時(shí)設(shè)施的有限元分析、支撐體系、施工工藝等內(nèi)容，施工方案的設(shè)計(jì)是不是具有可執(zhí)行性，還需要進(jìn)行怎樣的補(bǔ)充，BIM技術(shù)可以進(jìn)行很好的驗(yàn)證和優(yōu)化，讓橋梁工程更具先進(jìn)性。BIM技術(shù)在橋梁建設(shè)中起著極其重要的作用，可以有效提高對(duì)工程項(xiàng)目施工過(guò)程的管理水平，從而提升整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量和施工效率。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的BIM技術(shù)相對(duì)比較落后，對(duì)于橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目而言，使用BIM技術(shù)不但可以提高工程質(zhì)量和施工效率，更重要的是設(shè)計(jì)方掌握著工程項(xiàng)目最核心的數(shù)據(jù)資料。橋梁工程是重點(diǎn)項(xiàng)目，BIM技術(shù)的應(yīng)用本著落地，解決問(wèn)題的角度，發(fā)揮了一定優(yōu)勢(shì)。BIM技術(shù)最主要的特點(diǎn)是具有可視性、模擬性、協(xié)調(diào)性和優(yōu)化性，隨著B(niǎo)IM技術(shù)在越來(lái)越廣泛的使用，積累了更豐富的經(jīng)驗(yàn)，在項(xiàng)目應(yīng)用過(guò)程中，工作人員也在不斷發(fā)掘更深層次的作用。在橋梁工程建設(shè)過(guò)程中，BIM技術(shù)主要應(yīng)用于預(yù)制場(chǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)、綠色文明施工、關(guān)鍵工程施工模擬、二維碼施工管理等方面。橋梁工程主要難點(diǎn)在架梁施工。
2BIM技術(shù)在施工階段中的主要應(yīng)用
在一些工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，都應(yīng)用了BIM技術(shù)，運(yùn)用的程度和地方可能有所不同，但都取得了一定的效果。如在施工的時(shí)候，BIM通常用于檢測(cè)碰撞、統(tǒng)計(jì)工程量、模擬施工、控制進(jìn)度、成本等，在鐵路橋梁工程施工中的運(yùn)用，相較于房屋建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，還是稍顯落后，也許鐵路橋梁工程在造型、構(gòu)件相互關(guān)系等方面的復(fù)雜程度比不上房屋的建設(shè)復(fù)雜，在應(yīng)用的廣泛性、必須性和急迫性方面與建筑工程相比較低。BIM技術(shù)作為1種先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的精細(xì)化管理，提高項(xiàng)目管理整體的水平，對(duì)BIM的深入應(yīng)用非常重要。在這個(gè)項(xiàng)目中，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面。
2.1預(yù)制場(chǎng)地綠色文明工地的規(guī)劃
（1）BIM技術(shù)在鐵路橋梁工程施工中預(yù)制場(chǎng)地規(guī)劃中的應(yīng)用，這里依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(kù)，不但可以應(yīng)用于當(dāng)下，還可以在后續(xù)的其他項(xiàng)目中應(yīng)用，并且可以具現(xiàn)出來(lái)，隨著標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中數(shù)據(jù)收集的增加，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，在以后的項(xiàng)目建設(shè)中，會(huì)起到越來(lái)越重要的作用。建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以提高對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的工作效率，且更加方便，讓設(shè)計(jì)者可以更直觀得看見(jiàn)，收集資料，完善數(shù)據(jù)庫(kù)，是BIM的新焦點(diǎn)。（2）實(shí)行綠色施工。現(xiàn)在，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的重視，施工單位在項(xiàng)目施工過(guò)程中也越來(lái)越注重環(huán)保問(wèn)題，可采取的措施很多，是否可行，效果好，以及采用多少，可以參考。橋梁工程標(biāo)段在施工過(guò)程中更加要強(qiáng)調(diào)綠色文明施工，在施工現(xiàn)場(chǎng)，主要實(shí)行的措施有：節(jié)約材料、節(jié)約用水、節(jié)約能源、節(jié)約用地。對(duì)于所使用的材料資源，最好選擇節(jié)能、環(huán)保材料，對(duì)于一些可以循環(huán)應(yīng)用的材料，一定要加以循環(huán)使用。節(jié)約材料不僅只是為了減少工程項(xiàng)目的成本，更重要的是對(duì)資源和能源的充分使用，一方面這些資源數(shù)量有限，所以要盡可能節(jié)省；另一方面是盡量減少可能產(chǎn)生的廢棄物，降低環(huán)境污染的可能。此外，對(duì)于施工過(guò)程中會(huì)用到的一些設(shè)備，可以重復(fù)利用或使用舊設(shè)備，就加以利用，不必再購(gòu)置新的設(shè)施，有些臨時(shí)設(shè)施從設(shè)計(jì)之初就考慮使用的重復(fù)性，成品要方便拆裝和運(yùn)輸，就樣可以更好、更方便的加以重復(fù)使用。
2.2BIM技術(shù)在關(guān)鍵部位施工難點(diǎn)的施工模擬
在本項(xiàng)目中，最為重要的部分是橋梁的架設(shè)，這也是施工中的難點(diǎn)，項(xiàng)目部對(duì)每個(gè)關(guān)鍵的施工段有針對(duì)性的制訂專門的方案，根據(jù)這些方案，加上施工時(shí)使用的機(jī)械設(shè)備，駕橋機(jī)的構(gòu)造等，建立1套BIM模型。這些數(shù)字化的BIM模型，讓設(shè)計(jì)人員、管理人員、施工人員可以進(jìn)行模擬施工，進(jìn)行可視化的交流探討，研究方案的可行性，經(jīng)過(guò)反復(fù)的核實(shí)、修改，使施工方案達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。在本項(xiàng)目中，為了不在冬季進(jìn)行蓋梁施工，就要把橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)程提前，再進(jìn)行架梁，這個(gè)方案是否可行，要先采用動(dòng)畫(huà)進(jìn)行模擬，看吊裝箱梁的方法是不是具有現(xiàn)實(shí)的可行性。BIM技術(shù)應(yīng)用在建設(shè)項(xiàng)目施工的關(guān)鍵之處，針對(duì)項(xiàng)目中重要且施工難度大的部分，模擬施工方法，進(jìn)行動(dòng)畫(huà)展示，主要應(yīng)用的地方包括吊梁的施工方案，根據(jù)方案確定施工的程序，模擬包括施工材料、機(jī)械設(shè)備在內(nèi)的施工過(guò)程，對(duì)施工方案的安全性進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析，確定方案的可行性。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，提高項(xiàng)目管理的水平，如操作空間狹小，BIM技術(shù)可以模擬出操作的過(guò)程，驗(yàn)證空間施工的可操作性，在后期，使用架橋機(jī)架梁，BIM技術(shù)可以模擬全過(guò)程，包括運(yùn)送、起吊、安裝等，預(yù)置了可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提前想好解決方案，提高了項(xiàng)目實(shí)施的安全性。
2.3施工臨時(shí)設(shè)施的有限元分析結(jié)合BIM模擬施工過(guò)程
項(xiàng)目施工過(guò)程復(fù)雜，工期短，任務(wù)重，工程量大，施工樁基礎(chǔ)、墩柱依照已經(jīng)確定的施工方案進(jìn)行，上蓋梁的地方，因?yàn)槲恢帽容^高，如果使用滿堂支架的方法，搭建和拆除都很復(fù)雜，施工周期相對(duì)會(huì)延長(zhǎng)很多，再加上快要進(jìn)入雨季，施工過(guò)程會(huì)遇到更多的風(fēng)險(xiǎn)。所以在澆蓋梁混凝土模架施工時(shí)，最后選擇更便宜，施工更方便快捷，穩(wěn)定性、安全性更好的鋼管柱貝雷梁組合支架的方法進(jìn)行施工。貝雷梁上方采用滿堂支架的目的是便于中橫梁澆筑后支架的拆除，尤其是鋼管立柱采用貝雷梁，拆卸方便，同時(shí)具有強(qiáng)度高，拼裝省力，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此，確定采用鋼管柱貝雷梁相結(jié)合滿堂支架作為支撐體系。該支架體系通過(guò)貝雷梁、橫向連系梁（工字鋼或H型鋼）、鋼管立柱依次從上到下將蓋梁荷載傳遞至地基上，最終都是以承臺(tái)作為最終持力層或以下部澆筑擴(kuò)大基礎(chǔ)抵消豎向荷載。蓋梁自重較大，綜合考慮采用鋼管柱結(jié)合貝雷梁形式作為支撐體系，所以保證搭設(shè)和拆除時(shí)支撐體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全是本工程重點(diǎn)。確定施工方案后，經(jīng)過(guò)有限元分析確保結(jié)構(gòu)的安全可靠，結(jié)合BIM技術(shù)驗(yàn)證施工實(shí)施方案的可行性。其中，圖1中橫梁模架施工工藝流程圖，圖2為臨時(shí)設(shè)施有限元分析結(jié)果和施工設(shè)計(jì)方案完成后BIM模擬驗(yàn)證方案的可行性。通過(guò)對(duì)于蓋梁的臨時(shí)支撐進(jìn)行了有限元分析和基于BIM的施工模擬，驗(yàn)證了施工方案的可行性。
3結(jié)束語(yǔ)
在該鐵路橋梁工程施工過(guò)程中，把BIM技術(shù)運(yùn)用在預(yù)制場(chǎng)地規(guī)劃、橋梁架設(shè)的施工方案和施工過(guò)程中，在實(shí)際的應(yīng)用中雖然遇到了不少的問(wèn)題，但也積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，使BIM技術(shù)在工程施工過(guò)程中起到了更重要的作用。不但提高了施工企業(yè)的技術(shù)水平，加強(qiáng)了企業(yè)管理能力，提高了施工的效率，保障了施工的安全性，更是讓企業(yè)在BIM技術(shù)的支持下逐步轉(zhuǎn)向精細(xì)化施工，為企業(yè)創(chuàng)造更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
作者:夏有為 單位:中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司
橋梁工程施工篇2
1BIM技術(shù)的特點(diǎn)
1.1可視化
BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)三維化輸出，將復(fù)雜的工程圖紙統(tǒng)一進(jìn)行表達(dá)，從而盡可能準(zhǔn)確、直觀地展示工程項(xiàng)目的構(gòu)造及形態(tài)信息，不僅節(jié)約了人工成本，還有效提高了工程項(xiàng)目信息的準(zhǔn)確性，對(duì)工程項(xiàng)目質(zhì)量和建設(shè)效率的提升有間接的促進(jìn)作用。
1.2協(xié)調(diào)性
各參建方對(duì)二維設(shè)計(jì)圖紙有不同的理解，很容易在溝通和協(xié)調(diào)過(guò)程中發(fā)生誤解，導(dǎo)致工程事故。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助各參建方通過(guò)三維模型進(jìn)行溝通，有利于減少對(duì)工程設(shè)計(jì)圖紙理解的差異，從而保證工程建設(shè)的質(zhì)量。
1.3模擬性
BIM技術(shù)能夠在三維的角度模擬工程項(xiàng)目的建設(shè)情況，同時(shí)還能模擬施工進(jìn)度計(jì)劃和施工過(guò)程，并且可以通過(guò)模型計(jì)算工程的施工成本、工程量以及進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)入運(yùn)營(yíng)、保修階段后的模擬。
1.4優(yōu)化性
BIM技術(shù)能夠建立三維建筑信息模型，并對(duì)混凝土構(gòu)筑物各種預(yù)埋件設(shè)計(jì)進(jìn)行碰撞檢查，從而實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化。另外，BIM技術(shù)還能夠解決鐵路工程設(shè)計(jì)的構(gòu)筑物侵限問(wèn)題。
1.5可出圖性
由于實(shí)際工程中不同參建方對(duì)項(xiàng)目工程信息有不同的需求，通過(guò)BIM技術(shù)建立三維信息模型，能夠幫助各參建方主動(dòng)獲取各自所需的信息，從而有效保證了項(xiàng)目建設(shè)的準(zhǔn)確性。
2BIM技術(shù)在鐵路橋梁施工中的應(yīng)用
2.1設(shè)計(jì)復(fù)核
可以使用建模軟件，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙建立相應(yīng)的信息模型，再通過(guò)軟件的碰撞檢查功能對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行檢查，并生成碰撞檢查報(bào)告，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的修改和優(yōu)化。收到檢查報(bào)告后，應(yīng)根據(jù)修改建議進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)多次的循環(huán)操作，最終將設(shè)計(jì)中的不合理之處完全消除。由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)復(fù)核中的應(yīng)用，能夠大大提升設(shè)計(jì)的合理性以及設(shè)計(jì)工作的效率。
2.2施工中的碰撞檢查
聯(lián)合使用BIM模型和虛擬顯示技術(shù)可以進(jìn)行項(xiàng)目關(guān)鍵點(diǎn)的3D模擬，同時(shí)自動(dòng)完成碰撞檢查并生成報(bào)告。例如，在墩身施工過(guò)程中，各類預(yù)埋件（如檢查梯、輸送管、塔吊固定預(yù)埋件等）位置之間，即預(yù)埋件與墩身鋼筋、預(yù)埋件位置與洞身通風(fēng)孔及模板拉筋位置均會(huì)有相互干擾，通過(guò)碰撞檢查，能夠?qū)⒏蓴_情況通過(guò)三維模型的形式直觀地顯示出來(lái)，便于施工人員對(duì)其進(jìn)行調(diào)整[1]。同時(shí)，還能在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)提醒作業(yè)人員進(jìn)行預(yù)埋件及管道的埋設(shè)位置。
2.3快速計(jì)算施工工程量
建立BIM模型，能夠準(zhǔn)確獲得施工的各項(xiàng)信息，如零部件的批號(hào)、材料、規(guī)格和數(shù)量等，同時(shí)還能合理有效地將零部件進(jìn)行分類匯總，并自動(dòng)生成材料清單及工程量清單，從而有效減少了相關(guān)部門人員的工作量，極大地提升了施工效率。例如，生成的零部件匯總表有利于幫助技術(shù)部門更好更快地編制原材料的采購(gòu)計(jì)劃方案。
2.4可視化交底及工序模擬
2.4.1可視化交底
部分鐵路橋梁建設(shè)的施工技術(shù)難度較大，同時(shí)其橋梁結(jié)構(gòu)模型也十分復(fù)雜，不利于后續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作的進(jìn)行?？梢暬夹g(shù)的應(yīng)用，能夠通過(guò)三維動(dòng)態(tài)模型實(shí)現(xiàn)復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)模型的展示，給橋梁結(jié)構(gòu)施工方案的優(yōu)化提供了極大的便利。另外，針對(duì)施工技術(shù)方案交底工作不直觀、不清晰的情況，可以通過(guò)4D虛擬動(dòng)畫(huà)技術(shù)，將具體的技術(shù)方案展示給施工方，以便其充分對(duì)施工技術(shù)方案進(jìn)行分析，并掌握施工技術(shù)方案的重難點(diǎn)，從而做好相應(yīng)的預(yù)防措施，更好地保障鐵路橋梁工程的質(zhì)量。
2.4.2工序模擬
通過(guò)BIM技術(shù)和模擬技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助項(xiàng)目人員實(shí)現(xiàn)施工方法和橋梁三維模型的集成，有利于項(xiàng)目人員更直觀、便捷地模擬橋梁施工工序。在這一過(guò)程中，能夠幫助施工人員明確地掌握施工工序存在的技術(shù)隱患，并更加清楚地判定施工工序和預(yù)制構(gòu)件的吊裝程序是否合理等，以便對(duì)施工工序和吊裝程序進(jìn)行優(yōu)化，促使施工方案更加完善。通過(guò)這一過(guò)程的循環(huán)，能夠形成一個(gè)具備高效性、可行性的施工方案。
2.5進(jìn)度管理
通過(guò)BIM技術(shù)的不斷應(yīng)用和完善，BIM技術(shù)已經(jīng)從三維發(fā)展到四維，并拓展出了模型建造的功能。通過(guò)四維模型的應(yīng)用，能夠幫助鐵路工程施工人員更好地掌控施工進(jìn)度。通過(guò)三維構(gòu)件的使用，能夠根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行四維施工模擬，從而方便工作人員合理進(jìn)行施工計(jì)劃的優(yōu)化，使施工進(jìn)度符合相關(guān)要求。模擬施工過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配相關(guān)生產(chǎn)任務(wù)關(guān)聯(lián)到BIM軟件上，該任務(wù)的施工進(jìn)度就會(huì)因此受到影響，從而改變整個(gè)進(jìn)度，并體現(xiàn)在4D施工模擬中[2]。另外，它還能夠?qū)崿F(xiàn)施工組織方案、施工過(guò)程及施工進(jìn)度信息等的可視化，有利于相關(guān)參建方進(jìn)行使用，從而更好地分析和優(yōu)化其中的錯(cuò)誤，提高工程建設(shè)質(zhì)量。
2.6成本管理
5DBIM技術(shù)是建立在3D建筑信息模型基礎(chǔ)上的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)融入了工程的時(shí)間進(jìn)度信息和成本造價(jià)信息，從而形成了五維建筑信息模型。該模型能夠有效結(jié)合工程造價(jià)信息、工程進(jìn)度信息及工程量信息，從而更好地實(shí)現(xiàn)工程量的統(tǒng)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件3D模型和各項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容的施工進(jìn)度鏈接起來(lái)，動(dòng)態(tài)地模擬施工變化過(guò)程，實(shí)施進(jìn)度控制和成本造價(jià)的實(shí)時(shí)監(jiān)控[3]。
2.7材料設(shè)備管理
BIM技術(shù)還能應(yīng)用于施工材料設(shè)備的管理中。材料的質(zhì)量和設(shè)備的合理運(yùn)行是保障工程質(zhì)量的重要因素。根據(jù)施工法規(guī)的要求，必須將施工材料質(zhì)量相關(guān)資料進(jìn)行合理整理，并將其同樣品一起交由監(jiān)理單位審核。BIM技術(shù)能夠?qū)⑹┕げ牧闲畔⑷坑涗浻谀Ｐ椭?，同時(shí)將其關(guān)聯(lián)到相應(yīng)構(gòu)件部位，不僅能保證施工材料信息的準(zhǔn)確性，還方便相關(guān)工作人員進(jìn)行查閱，對(duì)提高工程建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。
2.8施工過(guò)程質(zhì)量管理
對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量管理，可以將施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與BIM模型進(jìn)行比對(duì)分析，同時(shí)將自動(dòng)生成的檢查信息關(guān)聯(lián)到構(gòu)件，給后續(xù)的質(zhì)量復(fù)查工作提供了便利。特別是對(duì)于施工技術(shù)和橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程項(xiàng)目，應(yīng)盡量仔細(xì)詳細(xì)地記錄施工具體內(nèi)容，采用結(jié)構(gòu)化的BIM數(shù)據(jù)。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述，BIM技術(shù)在鐵路橋梁工程建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，能夠加強(qiáng)對(duì)建設(shè)過(guò)程的成本和施工進(jìn)度的管理，從而有效提升工程建設(shè)質(zhì)量和效率。
作者:姜雄基 單位:遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程系
橋梁工程施工篇3
0引言
鐵路橋梁施工具有一定的復(fù)雜性，需要構(gòu)建完善的管理方案，對(duì)工程實(shí)施全過(guò)程進(jìn)行管理，以使鐵路橋梁能夠順利完成施工。將BIM技術(shù)應(yīng)用在施工管理中，可使橋梁模型構(gòu)建更加地完善，便于對(duì)模型準(zhǔn)確性進(jìn)行監(jiān)督，保障各部分橋梁構(gòu)件具有良好的銜接性，提高鐵路橋梁施工的效率。
1鐵路橋梁施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.1可視化
鐵路橋梁結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，僅僅通過(guò)施工圖紙難以對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行掌握，且不利于施工管理工作的進(jìn)行。通過(guò)BIM技術(shù)可以提高鐵橋梁施工的可視化水平，使橋梁各部分構(gòu)件的組成、位置等更加地明確，便于對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提高橋梁結(jié)構(gòu)的完整性。通過(guò)BIM技術(shù)可以將鐵路橋梁模型進(jìn)行立體化，將橋梁直觀展現(xiàn)在設(shè)計(jì)者面前，提高橋梁結(jié)構(gòu)處理的效率。鐵路橋梁可視化后，可以增強(qiáng)各個(gè)構(gòu)件之間的聯(lián)系，使各個(gè)構(gòu)件具有良好的受力效果，提高橋梁構(gòu)件的綜合運(yùn)用水平。采用可視化設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)者思路更加地清晰，能提高鐵路橋梁設(shè)計(jì)方案的可行性，保障橋梁能夠順利地完成建造[1]。
1.2協(xié)調(diào)性
鐵路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要采用分工設(shè)計(jì)的方式，一旦設(shè)計(jì)人員技術(shù)溝通不當(dāng)，將會(huì)影響到設(shè)計(jì)之間的連接，造成施工圖紙無(wú)法準(zhǔn)確地進(jìn)行銜接，導(dǎo)致橋梁整體協(xié)調(diào)性下降。BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)服務(wù)功能，可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)者之間的溝通，避免橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生碰撞問(wèn)題，保障橋梁設(shè)計(jì)工作能夠順利進(jìn)行。通過(guò)BIM技術(shù)可以生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)計(jì)內(nèi)容出現(xiàn)變更后，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)將會(huì)發(fā)生變化，并可確定變更的影響范圍，通知其他設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行修改，進(jìn)而提高鐵路橋梁設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。
1.3模擬性
通過(guò)BIM技術(shù)建立鐵路橋梁模型，通過(guò)模型可對(duì)橋梁實(shí)際情況進(jìn)行模擬。模擬過(guò)程主要集中在設(shè)計(jì)階段，可對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行分析，保證橋梁各個(gè)部分設(shè)計(jì)的合理性，使設(shè)計(jì)圖紙能夠正常投入使用。另外，通過(guò)對(duì)橋梁模型進(jìn)行模擬，可以對(duì)橋梁造價(jià)進(jìn)行控制，能夠?yàn)楣こ坦?jié)約一定成本，提高鐵路橋梁項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。
1.4優(yōu)化性
將BIM技術(shù)應(yīng)用在鐵路橋梁施工后，有助于橋梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化，提高橋梁設(shè)計(jì)的合理性。BIM模型可以提供建筑的實(shí)際存在信息，一方面，可以降低建筑設(shè)計(jì)的難度，便于對(duì)建筑設(shè)計(jì)信息進(jìn)行掌握，避免建筑設(shè)計(jì)信息發(fā)生缺失。另一方面，可以為復(fù)雜項(xiàng)目提供優(yōu)化的可能性，降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的制約，形成良好的優(yōu)化效果。
1.5可出圖性
基于BIM技術(shù)對(duì)鐵路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以對(duì)整體設(shè)計(jì)情況進(jìn)行匯總，保障橋梁設(shè)計(jì)的完整性。設(shè)計(jì)人員通過(guò)BIM軟件對(duì)橋梁各部分設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)用，將三維立體模型輸出，可將橋梁模型進(jìn)行展示，并且生成對(duì)應(yīng)的圖紙，進(jìn)而形成良好的出圖效果。
2鐵路橋梁施工管理中BIM技術(shù)具體應(yīng)用
2.1設(shè)計(jì)復(fù)核
BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)復(fù)核中具有重要應(yīng)用，有助于設(shè)計(jì)的全面審查，提高橋梁設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)BIM技術(shù)可以建立橋梁的信息模型，通過(guò)各種信息對(duì)橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行完善，使橋梁設(shè)計(jì)與實(shí)際參數(shù)相符。為了保證橋梁設(shè)計(jì)的合理性，需要做好設(shè)計(jì)復(fù)核工作。由BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)可靠性進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在設(shè)計(jì)檢測(cè)過(guò)程中會(huì)生成檢查報(bào)告，報(bào)告可以給出一定的修改意見(jiàn)。對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行整合，便可順利地對(duì)橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。設(shè)計(jì)復(fù)合采用循環(huán)檢測(cè)的方式，對(duì)鐵路橋梁設(shè)計(jì)的整體情況進(jìn)行掃描，可確定橋梁設(shè)計(jì)中的不合理之處，并且對(duì)其進(jìn)行記錄，使橋梁設(shè)計(jì)情況能夠得到有效地識(shí)別。因此，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)復(fù)核中具有關(guān)鍵性作用，可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行控制，進(jìn)而生成有效的設(shè)計(jì)圖紙[2]。
2.2施工碰撞檢查
將BIM模型與虛擬顯示技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)施工碰撞檢測(cè)，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，使施工手段更加的完善。以墩身施工為例，通過(guò)碰撞檢查可以對(duì)橋梁部件進(jìn)行檢測(cè)，如鋼筋、預(yù)埋件等，避免構(gòu)件的相對(duì)位置受到影響，保障橋梁構(gòu)建位置的準(zhǔn)確性。若鐵路橋梁構(gòu)件之間存在相互干擾現(xiàn)象，構(gòu)件的相對(duì)位置發(fā)生變化，將會(huì)引起橋梁整體構(gòu)件發(fā)生改變，導(dǎo)致施工過(guò)程產(chǎn)生碰撞問(wèn)題。通過(guò)BIM實(shí)施碰撞檢查，可以將橋梁構(gòu)件立體化地進(jìn)行展示，使構(gòu)件相對(duì)位置更加直觀。碰撞檢查一般采用3D模擬的方式，它可以清晰地將構(gòu)件的碰撞情況進(jìn)行再現(xiàn)。此外，還可以對(duì)構(gòu)件變更情況進(jìn)行驗(yàn)證，使碰撞問(wèn)題得到有效地修正。
2.3工程量計(jì)算
通過(guò)BIM模型可以對(duì)鐵路橋梁工程量進(jìn)行計(jì)算，確定工程對(duì)材料的消耗情況，使工程量得到全面地統(tǒng)計(jì)。鐵路橋梁施工過(guò)程中，需要使用大量的材料，且應(yīng)用的材料種類眾多，若依賴人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)，而且會(huì)降低統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了提高統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性，可應(yīng)用BIM模型，建立設(shè)計(jì)與材料之間的關(guān)系，通過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)對(duì)材料使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并且生成工程量清單。工程量清單可包括材料的名稱、規(guī)格、數(shù)量、型號(hào)等。工程量計(jì)算會(huì)影響到工程造價(jià)的準(zhǔn)確性，需要合理對(duì)BIM模型進(jìn)行應(yīng)用?？刹捎胷evit插件進(jìn)行建模，由GFC插件實(shí)現(xiàn)工程量轉(zhuǎn)換，進(jìn)而對(duì)工程量進(jìn)行精準(zhǔn)地統(tǒng)計(jì)，保障工程量的統(tǒng)計(jì)及計(jì)算效率[3]。
2.4可視化交底
鐵路橋梁施工過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于重點(diǎn)問(wèn)題交底工作難以實(shí)施，施工方案?jìng)鬟f效果較差，容易導(dǎo)致施工過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤。通過(guò)BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)可視化交底，通過(guò)4D虛擬動(dòng)畫(huà)技術(shù)對(duì)施工方案進(jìn)行展示，可使交底工作能夠順利地進(jìn)行?？梢暬坏字饕鞒倘缦拢哼x擇需要交底的工程模型，結(jié)合4D技術(shù)將橋梁模型加工成動(dòng)畫(huà)的形式，使施工過(guò)程能夠更加直觀地進(jìn)行展示，便于施工方對(duì)施工方案進(jìn)行了解。對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析，對(duì)施工方案進(jìn)行拆解，將施工過(guò)程進(jìn)行流程化，便于對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行分配，提高可視化交底的效率。分清交底的重點(diǎn)與難點(diǎn)，該部分的動(dòng)畫(huà)需要著重進(jìn)行展示，并且詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明，以保障施工的質(zhì)量。
2.5工序模擬
通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)鐵路橋梁施工工序進(jìn)行模擬，保障施工方案的可靠性，對(duì)施工方案進(jìn)行驗(yàn)證。工序模擬主要流程如下：明確施工方案，通過(guò)BIM模型對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，以此來(lái)確定施工方案的可行性，保障橋梁施工能夠順利實(shí)施，提高施工方案的有效性。對(duì)施工過(guò)程中存在的安全隱患進(jìn)行模擬，確定安全隱患的影響范圍，并且探究解決安全隱患的方法，以工序模擬的方式進(jìn)行驗(yàn)證，使安全隱患能夠及時(shí)消除。對(duì)施工工序的效率進(jìn)行分析，保障施工過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)工序?qū)嵤┬ЧM(jìn)行檢驗(yàn)[4]。例如：在預(yù)制構(gòu)件時(shí)，需要對(duì)吊裝方法進(jìn)行驗(yàn)證，避免吊裝過(guò)程中出現(xiàn)安全隱患，使吊裝過(guò)程能夠安全進(jìn)行。還可對(duì)吊裝點(diǎn)進(jìn)行模擬，保證吊裝受力的合理性，進(jìn)而保障吊裝作業(yè)的合理性。
2.6進(jìn)度管理
通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行管理，將時(shí)間因素考慮在施工過(guò)程中，可提高對(duì)施工進(jìn)度的控制能力。施工進(jìn)度管理流程如下：確定橋梁工程的工程量，通過(guò)工程量來(lái)制定施工計(jì)劃，并且結(jié)合施工人員的技術(shù)水平，保障施工過(guò)程能夠順利地完成。合理地施工計(jì)劃進(jìn)行安排，通過(guò)BIM模型對(duì)工程能否按時(shí)完成進(jìn)行驗(yàn)證，以確定施工方案的合理性，使施工方案能按照計(jì)劃完成。注重施工方案的分配，既要合理地進(jìn)行分工，又要注重施工人員之間的配合，保障施工過(guò)程的整體效率，提高施工計(jì)劃的合理性。通過(guò)BIM軟件對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)督，將橋梁工程完成情況輸入到軟件中，將實(shí)際施工情況與計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比，對(duì)施工計(jì)劃執(zhí)行情況進(jìn)行分析，便于對(duì)進(jìn)度管理過(guò)程進(jìn)行完善。
2.7成本管理
通過(guò)BIM技術(shù)可以進(jìn)行成本管理，對(duì)鐵路橋梁施工的造價(jià)進(jìn)行評(píng)估，提高施工造成的準(zhǔn)確性。成本管理主要流程如下：首先，對(duì)工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為橋梁工程造價(jià)提供依據(jù)。通過(guò)這種方式，可以提高橋梁造價(jià)的準(zhǔn)確性，降低施工材料的采購(gòu)成本。其次，鑒于BIM模型并不具備造成模型信息，需要人工將造價(jià)信息輸入到BIM模型中，以便其自動(dòng)對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使工程造價(jià)結(jié)果更加地可靠。然后，工程造價(jià)需要與施工進(jìn)度連接起來(lái)，動(dòng)態(tài)地對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，以對(duì)施工材料用量進(jìn)行直觀地展現(xiàn)，使造價(jià)評(píng)估過(guò)程更加地直觀，并從工程整體角度對(duì)造價(jià)進(jìn)行認(rèn)識(shí)。最后，需要對(duì)成本造成進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)施工材料的使用情況進(jìn)行控制，在保障工程質(zhì)量的情況下防止施工材料用量超出使用限定，進(jìn)而保障施工成本管理的嚴(yán)格性。
2.8施工質(zhì)量控制
通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，保障施工技術(shù)能夠正確使用，進(jìn)而對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行把控。施工質(zhì)量控制過(guò)程如下：首先，根據(jù)BIM模型確定工程中需要應(yīng)用的技術(shù)，將技術(shù)與BIM模型進(jìn)行綁定，以通過(guò)BIM模型對(duì)橋梁施工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，保障技術(shù)使用的正確性。通過(guò)這種方式，還可以明確技術(shù)的應(yīng)用范圍，迅速地確定技術(shù)的適用性，提高橋梁施工的效率。其次，制定定期審核計(jì)劃，對(duì)技術(shù)施工情況進(jìn)行監(jiān)督，確保技術(shù)應(yīng)用的合理性，保障技術(shù)能夠按照計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施，在技術(shù)層面對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制。最后，需要做好技術(shù)分類工作，同時(shí)確定技術(shù)的復(fù)雜性，明確技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，以避免施工過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，使技術(shù)得到有效地應(yīng)用，提高對(duì)施工質(zhì)量的控制效果。
2.9協(xié)同管理
2.9.1協(xié)同工作環(huán)境
在協(xié)同管理過(guò)程中，需要做好工作環(huán)境的協(xié)同工作，將模型信息存儲(chǔ)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)中，為BIM模型管理過(guò)程提供便利。協(xié)同工作環(huán)境管理流程如下：首先，對(duì)BIM的專有文件進(jìn)行構(gòu)建，使BIM管理模式更加地完善，以保障鐵路橋梁模型信息的統(tǒng)一性，使BIM軟件工作環(huán)境具有協(xié)調(diào)性。其次，需要做好資源文件的管理。通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建的橋梁模型具有較多的資源文件，如造價(jià)信息、技術(shù)信息等。這些信息需要與BIM模型構(gòu)建關(guān)系，使文件資源能夠與BIM模型形成掛接關(guān)系，這樣便可通過(guò)BIM模型對(duì)資源信息進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)而確定造價(jià)、技術(shù)等信息，對(duì)BIM模型的功能進(jìn)行擴(kuò)展。最后，做好資源庫(kù)的管理工作，保障資源庫(kù)具有充足的空間，提高BIM模型應(yīng)用的可靠性，使資源空間能夠得到協(xié)同分配。
2.9.2協(xié)同工作方法
在明確協(xié)同工作環(huán)境的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步建立集橫向?qū)I(yè)與縱向階段于一體的協(xié)同化工作體系。其中，在基于BIM技術(shù)進(jìn)行橫向?qū)I(yè)方面的協(xié)同工作時(shí)，可將同類工程的模型資料作為參考對(duì)象，避免改動(dòng)其他的專業(yè)模型。而在進(jìn)行縱向階段的協(xié)同工作時(shí)，則需要站在多方參與的角度對(duì)外部模型進(jìn)行參考。在此前提下，再對(duì)相應(yīng)的模型屬性進(jìn)行調(diào)整或增加。在協(xié)同工作中，還應(yīng)掌握文件與數(shù)據(jù)兩級(jí)管理的技術(shù)方法。具體來(lái)講，對(duì)于文件數(shù)據(jù)，可將系統(tǒng)文件管理平臺(tái)作為主要管理工具；對(duì)于模型構(gòu)件，可將專業(yè)工程結(jié)構(gòu)樹(shù)作為管理工具。實(shí)踐時(shí)，可在兩種工具之間建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的協(xié)同共享。除此之外，為了確保BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的有效發(fā)揮貫穿于鐵路橋梁工程的施工全周期，還需要建立相應(yīng)的頂層管理節(jié)點(diǎn)，并以單入口、多分支的方式，將工程各部分、各階段的數(shù)據(jù)信息串聯(lián)起來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，并不斷進(jìn)行BIM模型及施工方案的調(diào)整與完善。
2.9.3從參數(shù)化到智能化
所謂“參數(shù)化”，即將物體的空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體數(shù)據(jù)，并輸入到BIM平臺(tái)當(dāng)中。這樣一來(lái)，通過(guò)改變不同模型指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)，即可對(duì)模型整體的結(jié)構(gòu)、形狀、方位等進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到修改設(shè)計(jì)方案、滿足工程需求的目的。從目前來(lái)看，在鐵路橋梁工程的施工規(guī)劃與技術(shù)實(shí)踐中，可結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)和編程技術(shù)，賦予參數(shù)化模型以自主檢查、自動(dòng)優(yōu)化的能力，具體如強(qiáng)化學(xué)習(xí)、退火算法等。這樣一來(lái)，最優(yōu)化BIM模型的生成將更加快捷、精準(zhǔn)，相應(yīng)的人力成本、時(shí)間成本也能得到大幅縮減。
2.10施工環(huán)境仿真
BIM技術(shù)具有環(huán)境仿真功能，可以對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行模擬，并結(jié)合BIM模型，可對(duì)鐵路橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。施工仿真分析具有較多的數(shù)據(jù)量，如進(jìn)度計(jì)劃信息、工程量信息等，需要將這些信息元素放到BIM模型中，構(gòu)建完善的仿真環(huán)境，進(jìn)而完成施工環(huán)境的模擬與構(gòu)建。通過(guò)施工仿真可以確定施工方案的可行性，從眾多方案中選擇適應(yīng)環(huán)境的方案。通過(guò)這種方式，可以提高施工方案的合理性，進(jìn)而提高鐵路橋梁施工的質(zhì)量。將BIM技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合，可以讓BIM模型與鐵路橋梁的實(shí)際空間坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，使BIM模型更加地貼近與橋梁施工實(shí)際情況，進(jìn)而對(duì)鐵路橋梁進(jìn)行實(shí)景展現(xiàn)。
3結(jié)論
綜上所述，BIM技術(shù)在鐵路橋梁施工中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，可以提高橋梁設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，使橋梁結(jié)構(gòu)更加的完善，保障橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量。通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)橋梁施工進(jìn)行全方位的管理，對(duì)設(shè)計(jì)、進(jìn)度、成本等進(jìn)行管理，能夠?yàn)楣芾聿呗缘膶?shí)施提供支持，使橋梁設(shè)計(jì)方向更加的合理，進(jìn)而保障鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
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作者:薛超 單位:中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司
