摘要

为积极发掘 BIM 技术在桥梁工程施工中的潜力和优势，以浪滩坡特大桥为工程背景，对从桥梁主体模型和细部构件模型建立到辅助现场临建设施方案优化、工程量统计、碰撞检查和索鞍定位等应用点进行积极探索和落实，深入研究 BIM 技术的应用价值，取得良好的应用效果。

浪滩坡特大桥位于云南省红河州境内，属红河州元江—蔓耗高速公路( 红河段) 项目的控制性工程。主桥桥型为双塔混凝土矮塔斜拉桥，跨径布置为( 136+240+136) m。主梁为单箱三室斜腹板变截面箱梁，根部梁高为 8. 2m，端部等截面段梁高为4m，采用预应力结构，设纵、横、竖三向预应力。主塔采用 等 截 面 矩 形实心断面，平 面 尺 寸 为 6m ×2. 6m，桥面以上塔高 44m。斜拉索为单索面，双排布置在中央分隔带上，全桥共采用 4×12 对斜拉索。

1) 浪滩坡特大桥位于山间沟谷地段，地形起伏大，斜坡较陡，下伏基岩风化裂隙发育，岩体完整性差，施工操作空间少，大型机械难以入场。另外，桥址区中部水位较高，水位变化较大，3，4 号桥墩距江边 2～3m，对主墩桩基承台施工影响较大，严苛的自然条件既不利于桥梁基础和墩身施工，也给施工场地布置带来很大难题。

2) 施工项目中，一般材料成本占项目总造价的60% ～ 70%，因此，施工项目在生产材料采购、使用、回收等方面尤为重要。浪滩坡特大桥施工体量大，钢筋、混凝土需求量大，仅主梁混凝土需求量达21 145. 5m3，这给现场材料管理带来很大难题。

3) 浪滩坡特大桥主梁采用预应力结构，设纵、横、竖三向预应力，预应力工程和钢筋工程穿插施工，施工难度大。

4) 浪滩坡特大桥主塔采用矩形实心断面，平面尺寸为 6m×2. 6m，桥面以上塔高 44m。全桥共采用4×12 对斜拉索。索鞍安装精度要求为: 管口高程允许偏差为±10mm、管口坐标允许偏差为±10mm，精度要求较高，施工难度较大。针对以上 4 个施工难点，本项目采用 BIM 技术，深入发掘 BIM 技术在桥梁施工中的应用价值。

3. 1 BIM 模型构建

1) 地形模型构建 根据地质勘察单位提供的数据或设计单位提供的施工图，利用 Civil 3D，构建具有高程信息的高精度三维地形模型，如图 1 所示。

图 1 浪滩坡特大桥地形模型

2) 全桥模型及其他细部模型构建 根据施工图大样，在 Ｒevit 中建立包括桩基础、承台、桥墩、箱梁、T 梁、桥台和桥塔等大型构件及钢筋、预应力管道、斜拉索和防护栏杆等细部构件。桩基承台、桥台、桥墩模型如图 2 所示。

图2 浪滩坡特大桥桩基承台、桥台、塔墩模型

3) 模型整合 在 Ｒevit 软件中，通过链接形式将创建好的地形、主桥及其他细部构件进行整合，得到完整的浪滩坡特大桥模型，如图 3 所示。

图3 浪滩坡特大桥整体模型

3. 2 BIM 技术应用

3. 2. 1 现场临建设施方案深化和优化

在 Ｒevit 软件中，基于已建地形和桥梁模型，借助安全文明施工 BIM 企业族库，结合现场临建方案，通过对钢筋加工场、生活区、办公区、施工道路、大型施工机械进出场路线等设施的合理排布，明确塔式起重机与桥梁的三维空间位置，减少材料二次搬运，合理规划施工路线，使现场布置方案更合理、安全，减少实际现场踏勘工作量，提高工作效率。实现流程如图 4 所示。

图4 现场临建设施方案深化和优化流程

优化后的现场临建设施方案为: 在 3，4 号墩附近设置钢筋加工棚，每个钢筋加工棚面积为 1 700m2，钢筋加工区采用型钢搭设，顶棚采用彩钢瓦，保证不漏雨，棚内设置移动桁架便于吊装钢筋，并设置排水设施; 施工便道修建至桥墩位置，满足起重机、钢筋运输车、混凝土运输车等重型车辆通行; 水面上通过浮筒制作的浮桥连接 3，4 号墩，保证人员通行，部分安全文明施工企业 BIM 族库如图 5 所示。

图5 安全文明施工企业BIM族库

将建立好的施工现场布置模型从 Ｒevit 通过插件导入 Enscape 中，可真实地再现施工现场，并可在其中 漫 游，实现可视化施工。浪滩坡特大桥在Enscape 中的显示效果如图 6 所示。

图6 浪滩坡特大桥模型在Enscape中的显示效果

3. 2. 2 工程量统计

传统工程量统计主要依赖手工和各类办公软件辅助计算，施工人员根据设计图纸进行各类构件信息的提取和分析，最终整理出有价值的工程量信息。计算过程中，易受多种因素影响，计算结果与个人对设计图纸的理解、施工经验、计算能力有关，准确性很难得到保证。本项目在深刻理解设计施工图的基础上，对桩基、承台、桥墩、箱梁等混凝土构件进行精确建模，再根据基础、墩身、梁部等构造物在不同施工阶段结合项目进度计划统计出各施工阶段的材料需求量。

该项工作依托 Ｒevit 能自动提取构件尺寸，计算构件工程量并生成构件明细表/数量，该项操作简便，生成工程量明细表应用灵活，计算结果与现场施工工程量几乎一致，有利于项目实际施工成本控制，提高工作效率。

3. 2. 3 碰撞检查

桥梁施工中，涉及碰撞的位置主要集中在钢筋、预应力管道和其他预埋件之间。通过碰撞检查，可提前发现在设计过程中多专业之间的冲突现象，从而通过碰撞报告来优化指导实际施工，避免由于设计不当所产生的损失。

将 Ｒevit 建立的模型导入 Navisworks，实现模型整合。进入 Clash Detective 界面，点击“添加检测”按钮，在“选择 A，B”中选取所要碰撞的专业、碰撞类型及公差即可运行检测，通过碰撞检测，可提前发现施工中可能存在的问题，避免由于设计不当所产生的损失。通过检测，得到12 458 个碰撞点，生成碰撞报告，根据碰撞报告，通过调整钢筋位置避开预应力管道，根据规范要求编制避让规则，自动优化钢筋排布，提高施工效率。

3. 2. 4 辅助斜拉索索鞍定位

索鞍作为拉索体系组件，其安装精度对拉索体系的影响至关重要，索鞍精确安装可以防止因定位偏心而产生的附加弯矩超过设计允许值。索鞍通过劲性骨架安装和定位，安装原则为在劲性骨架上借力安装，并放点控制索鞍竖直度、平面位置及端面位置。根据设计图纸和设计方给出的已知定位点，在 Ｒevit 中设置项目基点和测量点，精确放置索鞍、劲性骨架等模型，使模型三维坐标与施工实际坐标对应，根据现场施工测量要求，从模型上测得索鞍多个三维坐标信息，辅助现场索鞍安装固定，保证索鞍精确定位。斜拉索索鞍定位流程如图7 所示，部分索鞍三维坐标点如图8所示。

图7 斜拉索索鞍定位流程

图8 浪滩坡特大桥3号桥塔索鞍三维坐标点

在桥梁现代化施工中，要积极利用和推广BIM技术，以提升施工效率和施工质量。在浪滩坡特大桥施工中，积极挖掘并应用BIM技术，在现场临建方案优化和深化、工程量统计、碰撞检查和索鞍三维定位等方面积极推广使用，起到良好的应用效果，为此类桥梁工程的施工提供一定的启发和指导。

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