BIM碰撞检测技术在斜拉桥主塔中的应用

(重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074)

BIM碰撞检测技术在斜拉桥主塔中的应用

范凌翰

(重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074)

随着社会信息化的飞速发展，为适应信息化时代市场的发展趋势，BIM技术在建筑业的各个领域的应用越来越广泛。碰撞检测是BIM技术广泛应用中最为直观的功能之一且具有相当大的应用价值。本文以某斜拉桥为工程背景，对BIM碰撞检测技术在斜拉桥主塔中的应用进行了概述及分析。

BIM；碰撞检测；斜拉桥；主塔；

0 引言

当今BIM是中国建筑业中最热门的话题之一。在国内BIM的应用正处于探索研究、起步的阶段,在高校、软件、设计、施工行业都分别展开了BIM技术的开发和应用研究。国内相关行业经过这几年对BIM研究和应用,取得了一些研究成果和实践经验,例如沪昆客专北盘大桥、新白沙沱长江大桥等。但是对于整个中国建筑业来说，BIM技术仍然是一个较为陌生的技术，需要投入更多的资源进行探索研究。

信息化是建筑产业现代化的主要特征之一,BIM技术的应用是建筑业信息化的重要组成部分，必将极大地促进建筑领域生产方式的变革。为适应信息化时代市场发展趋势，许多建筑行业的建设单位、设计院等都组建了自己的BIM团队，将BIM技术应用于项目设计、施工管理中，提升工作质量和效率。

目前，桥梁结构设计的形态造型等越来越新颖、复杂，在大型、特大型桥梁领域中，给施工单位带来严峻考验，而利用BIM建模软件，创建包含完整建筑工程信息的三维数字模型，能够更有效地进行桥梁施工管理、大幅度地减少桥梁设计与施工冲突所需要的返工。

1 BIM碰撞检测技术的应用

此次结合斜拉桥主塔施工的工程特点，运用Autodesk-Revit进行精细化建模，研究探索BIM技术在斜拉桥主塔中的实际应用。桥梁 BIM模型构建技术是运用BIM 建模软件建立参数化3D和4D桥梁BIM模型，运用信息模型基础数据为桥塔施工服务，为桥塔建造提供信息化交流平台，为实现桥塔建造的可视化、施工进度控制动态化、信息数据采集智能化提供技术支持。

主塔采用H形桥塔，塔柱在纵桥向和横桥向都为变截面形式，截面变化较复杂，钢筋长度随截面而变化，钢筋数量多且钢筋形状中存在异性钢筋，加大了钢筋建模的难度。钢锚梁等结构预埋件、预应力管道和斜拉索体系等空间位置布置要求苛刻。索导管安装定位精度要求高、其精度会直接影响斜拉索安装质量和全桥受力体系。

该斜拉桥主塔施工为标段控制性工程，具有以下特性：

（1）气候环境恶劣，施工工作窗口时间较短；

（2）高墩为变截面空心形式，结构构造复杂；

（3）索塔区为预应力结构，钢筋众多，普通钢筋与预应力管道纵横交错；

（4）主塔锚固区钢牛腿与斜拉索锚固齿块交叉处结构复杂；

（5）主塔施工为该桥控制性分项工程，合同工期紧，施工进度压力大。

施工过程中将会遇到预制钢构件、钢筋、混凝土等材料的进场、周转，水平、垂直运输等大量的复杂工序，管道精准预留定位繁琐，钢筋与管道冲突频现，钢筋加工绑扎任务重等问题，向技术工人进行技术交底具有一定的难度。

针对上述问题，研究该斜拉桥主塔BIM 模型的建立，寻求 BIM 的技术解决方案，确保主塔施工质量、安全和进度很有必要。

基于Navisworks软件进行专业的碰撞检查，将碰撞点准确地反馈给设计和施工人员，及时进行设计方案的优化，解决预埋件与主体结构、预埋件与预埋件之间的空间碰撞的问题。利用BIM技术进一步进行总体施工部署的优化，防止出现不必要的返工，耗费设计人员和施工管理人员时间和精力，影响工程进度和质量，从而达到降低施工成本、增加施工效率的目的。

本次检查根据设计图纸，利用Autodesk-Revit软件对斜拉桥主塔及斜拉索预埋桥塔部分进行了精确的建模，并利用Autodesk-Navisworks对所建三维模型进行了碰撞检查。

模型建立包括：主塔模型，如图1所示。主塔内预埋件（钢锚梁、牛腿、斜拉索锚固齿块、斜拉索索导管、预应力管道布置）、钢筋部分。为了电脑运行流畅，在不影响检查结果情况下利用主塔对称布置的性质，部分钢筋模型建立1/2截面。

图1 主塔结构模型

将主塔划分区段，利用 BIM建模软件 Revit Structure 建立斜拉桥各个区段的构件族库，再利用建立完成的各个区段的族库逐步建立完整的斜拉桥的信息化模型。利用Navisworks软件进行模型内构件的碰撞检测，其结果如下：

检查项目 直接检侧碰撞数

I区锚固区预应力筋与钢锚梁 0

I区锚固区预应力筋与I区钢筋 421

钢锚梁与主塔I区钢筋 43

锚固区预应力筋与斜拉索锚固齿块 4

锚固区预应力筋与斜拉索锚固齿块钢筋 53

斜拉索锚固齿块与II区钢筋 135

斜拉索锚固齿块钢筋与II区钢筋 132

锚固区预应力筋与II区钢筋 459

上横梁预应力筋与上横梁钢筋 304

上横梁预应力筋与锚固区预应力筋 64

上横梁预应力筋与主塔II区钢筋 347

上横梁钢筋与II区锚固区预应力筋 6

III区钢筋与横隔板钢筋 51

下横梁预应力筋与下横梁钢筋 3568

下横梁预应力筋与IV区钢筋 1693

2 结语

BIM技术使得施工设计图纸3D可视化，有利于开展施工方案的优化和决策支持。通过建筑信息模型，直观展现建设项目的进度计划并与实际完成情况对比分析，了解实际施工与进度计划的偏差，合理纠偏并调整进度计划。在信息化时代，BIM技术的发展将极大的促进建筑业的发展。

[1]高晶晶，邹俊祯，张金钥. BIM技术在桥梁施工中的应用［J］.西部交通科技,2016(01):57-61.

[2]张建平,李丁,林佳瑞等. BIM在工程施工中的应用［J］.施工技术,2012,41(371):10-17.

[3]曹剑华.BIM技术在桥梁设计与施工中的应用探索［J］. 福建建材,2016(04):67-68+80.

[4]汪彬.建筑信息模型(BIM)在桥梁工程上的应用研究［D］.东南大学,2015.

[5]曹旭光,杨伟名.BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究［J］.四川水泥,2016(04):85.

K928

：B

1007-6344（2017）08-0152-01