基于BIM的钢管混凝土系杆拱桥施工进度管理分析

（中铁二十五局集团第一工程有限公司，广东广州 510400）

桥梁工程的施工进度由于受人为、资源、环境、技术等方面的影响，导致施工项目延期。传统的施工进度管理主要采用横道图、网络图等方式进行管理，施工方在编制进度计划时，主要依靠积累的经验完成，无法保障施工进度，各项目间的关系混乱[1-2]。为解决当前工程施工中存在施工进度延误问题，本文以实际案例上新跨长深高速大桥作为研究对象，通过分析桥梁工程在施工进度管理中的影响因素，探讨传统桥梁在施工进度管理方式上的不足。采用Navisworks将施工进度表连接到Revit建立的建筑模型中，建立相应的4D模型进行模拟分析。

1 桥梁工程施工进度管理的影响因素

（1）环境因素：工程所在地的地质条件较为复杂，施工场地较为狭窄。

（2）技术因素：不同专业设计存在冲突或专业壁垒，未明确新技术的规范、标准、工艺、方法等。

（3）人为因素：工人自身素质较低，材料设备供应商供应不及时。

（4）资源因素：资金到位不及时，工程材料供应不足，施工机具配置过少，不满足使用要求[3]。

2 传统桥梁施工进度管理方式的不足

传统的工程项目进度管理方法涉及事后控制，当实际进度偏离计划进度时，应根据具体情况制定相应的纠正措施。在实际结构中，发现偏差后再采取纠正措施，使用的施工时间较长。

传统工程项目制定和控制进度计划，一般采用横道图、网络图等方式。施工进度控制中出现设计变更、环境变化等状况时，调整和优化过程较复杂，实际进度易偏离计划进度，使施工进度计划控制作用失效[4]。

施工项目涉及多个单位，各部门之间的交流不方便、难以协调。在执行项目的过程中，如果出现进度偏差等问题，应定期召开例会就问题展开讨论。实际施工中，无法及时召开例会，影响施工进度的推进。

3 基于BIM的4D进度管理

3.1 基于BIM的4D进度模拟

4D技术与进度表相关的时间信息、动态3D模型相结合，生成4D施工进度模型。为了探讨BIM技术4D施工进度模拟的价值，采用BIM技术，以上新跨长深高速大桥为工程背景，使用Navisworks将施工进度表连接到Revit建立的建筑模型，建立相应的4D进度模拟模型。

通过分析实际与计划的偏差，以制定纠偏措施、调整进度计划，使管理者明确变更方案带来的影响，有助于管理者合理分配人、材、机等资源，并根据实际状况合理安排施工进度和施工场地布置。有助于工作人员对复杂工艺、新工艺进行模拟操作，加强工作人员间的沟通，减少施工项目信息流失，提高管理人员的工作效率。

3.2 基于BIM的4D虚拟建造技术

3.2.1 工程简介

新建铁路赣州至深圳客运专线上新跨长深高速大桥位于河源市东源县蓝口镇。上新跨长深高速大桥为双线桥，线间距5.0 m，在1#墩和深圳台间以1～72 m系杆拱桥跨越长深高速，交点高速里程为K3433+960。

基础使用钻孔桩，1#墩使用直径1.25 m的桩基础。设计桩长50 m，呈矩形布置；深圳台采用11根直径1.5 m桩基础，设计桩长50 m，呈梅花形布置。

桩基础按摩擦桩设计，1#墩承台尺寸20 m×9 m，承台高2.5 m；深圳台承台尺寸19.4 m×10 m，承台高3 m，拱桥设计采用预应力混凝土系梁，钢管混凝土系杆拱。

3.2.2 基于BIM的进度计划编制

将3D模型与进度计划相关联，一般选用横道图编制施工进度计划。

3.2.3 3D建筑信息模型的创建

本工程利用Revit完成3D建模的创建，完成上新跨长深高速大桥拱桥上部结构、下部结构、桥梁附属设施等构件的建模后，根据每个组件的空间位置，编制桥梁的整体模型。

3.2.4 4D建筑信息模型的生成

根据施工进度表和桥梁模型工作组的完成情况，使用BIM 4D施工进度管理平台中的4D模型创建功能，将模型中的施工工作组与时间表任务相连接。当施工工作组与施工进度计划匹配时，可使用手动匹配、设置规则自动匹配。

Navisworks环境下施工进度模拟界面如图1所示。

3.3 基于BIM的场地布置

上新跨长深高速大桥为避免影响高速的交通，施工场地布置安排较为重要。通过BIM技术，创建施工场地模型，可明确其与周围环境的关系，及时指出现场的实际情况，以根据给定时间的实际情况修改各设施的位置，如物料存放地点、物料加工区等。

在施工过程中，预先预测可能需要调整的区域，并尽快制定相应的调整计划，避免二次处理，可通过模拟施工机械的运行，减少安全问题。

3.4 施工工艺模拟

由于施工人员自身的限制，在施工过程中会碰到较多的问题，难以掌握复杂技术、新工艺技术，通过模拟施工工艺，对施工人员进行专业指导，利用模拟动画可使施工人员明确工程难点、工作危险点，可避免出现工程返工、不合格等现象。

拱肋吊装对称安装如图2所示，合龙施工过程示意如图3所示。

图2 对称安装图

图3 合龙示意图

3.5 基于BTM的进度控制和对比

3.5.1 实际施工进度信息的处理

传统方法计算得到实际完成工程量占总工程量的百分比，在横道图上对比实际进度与计划进度，但这种方法只能在数量上对比实际进度与计划进度，无法获知已完成工程的实况判断实际工程是否满足质量、设计等要求，无法综合每项工作的施工资料及变更、验收资料等信息对施工进度进行全面分析。

3.5.2 实际施工进度信息的标记显示

基于BIM的4D施工进度管理使用图形、模型和其他直观方法传达实际的施工进度，可明确体现实际进度与计划进度的区别。使用不同颜色标记BIM模型中构件，以区分已完工程、未完成的项目；将实际的进度信息添加到构建模型中，使用不同的颜色表示按时间早、晚完成的组件，并对组件进行不同的处理；将实际建筑物与BIM模型进行比较，验证实际施工与计划间是否存在偏差，施工方应根据具体情况进行相应的改动。

4 结语

桥梁工程施工进度管理受人为、资源、环境、技术等方面的影响，传统施工进度管理中，二维图纸的形象性、直观性较差，无法对实际进度进行实时跟踪。基于BIM的钢管混凝土系杆拱桥施工进度管理，可通过分析桥梁工程在施工进度管理上的影响因素，探讨传统桥梁在施工进度管理方式上的不足，采用Navisworks将施工进度表连接Revit建立的建筑模型，建立相应的4D模型进行模拟分析。保证了施工场地布置的科学性和合理性，解决施工疑难、复杂技术，掌控实际施工进度，有效解决了工期拖延、信息协商等问题，提升了工程项目的经济效益。