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BIM案例:BIM技术在潮白河特大斜拉桥梁施工中的应用

发布:中文网小编4号 浏览:377人 分享
发布于:2021-11-25

BIM技术在桥梁工程的应用有很多,能够在桥梁施工过程中,提供重要的帮助,比如4D进度模拟、碰撞检测、工程量统计、可视化交底、BIM+VR技术,下面将以潮白河特大斜拉桥作为实例展开研究。

斜拉桥4D进度模拟

桥梁工程的现场环境多变,任何一个桥梁项目都是一个与众不同的项目,因此施工进度计划的编制对于桥梁项目的建设具有重要的意义。传统的施工进度管理比较落后,多半由施工人员依靠之前的施工经验进行编制。然而由于桥梁的互异性,制定的施工进度计划可能会出现各种各样的问题,导致工期的延误。传统方法有以下几个不足点:(1)过多依靠制定者的桥梁施工经验,存在主观性。(2)项目中的潜在冲突无法及时发现。(3)桥梁项目参与的单位多,协调困难,容易造成误解,缺乏一个协同的信息共享平台。

BIM技术能够运用4D模型对传统施工进度计划的不足之处进行弥补,4D是在3D模型的基础上增加时间的维度而扩展形成的。我们可以根据潮白河特大斜拉桥工期计划,将工期计划与模型关联,建立4D进度形象模拟文件,在施工前利用虚拟建造技术对桥梁进行施工模拟,提高项目的可控性,辅助进行项目工期的管理和控制。

同时,我们可以在施工过程中对项目进行跟踪与比对,每隔一段时间就将实际的施工进度录入到4D模型文件中,如果发现实际进度与计划进度发生偏差,采取相应的措施进行纠偏,如下图3.26所示。

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图3.26桥梁工期计划

斜拉桥碰撞检测

传统的二维图纸想要发现桥梁构件在空间三维位置是否发生问题通常比较困难,因为桥梁中的钢筋种类多且密,往往会发生“打架”。假如施工过程中出现碰撞问题,会造成工期延误以及人力和财力损失,所以我们应该在施工前对桥梁钢筋和构件进行碰撞检测。桥梁工程涉及到了许多的预应力钢筋和普通钢筋,对于本实例潮白河特大斜拉桥的全桥细致模型,我们对其进行构件碰撞检测,针对预应力与普通钢筋之间空间位置进行检查。检查出主梁第二跨横向预应力钢筋与普通钢筋发生碰撞,如下图3.27(a)所示。碰撞问题为钢管柱顶部长度灌入0号块,钢管柱顶部高度不一致,造成了碰撞需要进行修改,图3.27(b)所示。软件的碰撞精度在0.001m,总计碰撞数在上万处。通过BIM碰撞技术的应用,成功为项目节约了大量的时间和精力。

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(a)钢筋碰撞(b)钢管碰撞

图3.27桥梁钢筋碰撞图

斜拉桥工程量统计

通过Revit软件可以将整个桥梁信息都可以录入到存在BIM模型中,包括几何信息和非几何信息。同时,这些桥梁的实际信息可以被计算机快速处理,Revit自身所带有的工程量算量可以对构件进行工程量统计分析,快速解决人为失误带来的操作错误,将桥梁所需的材料量进行Excel表输出。虽然目前Revit软件的工程量统计方式还是不适应国内规范的计算规则,会带来一定的误差。但是也具有很多借鉴意义,需要国内相关学者针对于工程量统计的问题,对Revit平台二次开发,以适应国内计算规范。

本实例工程依据图纸建立的全桥细致模型,统计了本桥梁的主梁钢筋、承台、防护桩、桥墩、桥塔钢筋、斜拉索、主梁竖向预应力钢筋、主梁横向预应力钢筋、主梁纵向预应力钢筋、主梁混凝土等大部分工程量,如图3.28。这些数据也可以在Revit软件界面中直接进行查看,如下图3.29所示。如何查看的是主梁混凝土工程量,数据包含了材质、浇筑方式、体积、材质密度和各节段质量等信息。这些信息不仅方便了现场施工人员对材料量的控制,避免了不必要的浪费。以本项目来说,利用BIM技术,可以直接从桥梁BIM模型中提取预埋件数量、预留洞口数量以及混凝土量,生成明细表,最后输出为Excel表格。不仅有利于加快概预算速度、减轻概预算人员的工作量、提高概预算质量,而且对于增强审核及审定透明度都具有非常重要的意义。

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图3.28桥梁各类材料统计表

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图3.29主梁混凝土工程量统计表

斜拉桥可视化交底

可视化交底一般分为漫游模拟和工序模拟两个部分,本实例工程制作了项目的漫游模拟和工序模拟。其中漫游模拟采用BIM技术,在依据图纸制作的细致Revit模型基础上对项目进行介绍,包括潮白河大桥的长度、计划工期、各个构件的结构形式等信息。下图3.30(a)介绍了其主梁三向预应力结构,下图3.30(b)说明了斜拉索采用了扇形结构。工序模拟介绍了承台工序、桥墩施工过程、0#块支架施工模拟以及挂篮施工工序。下图3.31显示了承台施工到挂篮施工过程再到整桥施工的整个模拟过程。

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图3.30桥梁可视化

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图3.31可视化施工模拟流程

斜拉桥BIM基础的VR技术

目前最潮流的VR技术也可以和BIM模型相结合,具体的操作流程如下是利用Revit的参数化建模,建好模型。再导入3Dsmax进行处理,对关键节点进行施工工艺动画模拟的制作。再把三维模型导入到unity中,进行灯光和美化处理,最后把模型上导入到特定的GLVR平台上,就可以在平台上体验VR场景。

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图3.32桥梁VR体验图

图3.32展示了脚手架坍塌的安全事故,通过在专门设备上分屏处理,从而在脑海中会形成立体画面。在项目工地上有VR体验区,只要带上专门的VR的体验设备,人们就能够在体验区内体验到高空坠落、脚手架坍塌、物体打击等安全事故,使项目上的一线人员能够亲身体验,会更加注重生命安全,提前防范。

文:柯晓峰 武汉轻工大学 仅供学习交流 版权归原作者所有 如有侵权请联系删除