BIM技术在乌江特大桥项目施工管理中的应用

韩文静

(中交一公局第四工程有限公司,广西 南宁 530033)

0 引言

随着社会经济不断发展,大型、特大型桥梁工程层出不穷,桥梁结构形式愈加复杂,结构形式不断创新,给项目管理与现场施工人员带来更大的挑战。山区桥梁工程的建设不仅涉及复杂的地理环境,还包括很多复杂的工序转换,如高精度定位、拱肋吊装后操作平台安装等[1-2]。

目前,项目对人员、材料等管理依旧是分散到各部门进行负责,各部门人员按照要求进行数据收集与汇总,并未将数据汇集到统一的平台内,当需要结合与汇总时由于部门沟通与人员变动将给项目管理带来不便。另外,大型桥梁设计图依旧是以二维图像为主,对于目前愈加复杂的桥梁形式仅依靠二维图纸很难提前发现其中存在的空间冲突问题,管理人员需花费大量时间了解桥梁结构形式,明白结构物的空间位置,进而导致施工进度缓慢,增加施工成本[3]。

因此,利用BIM技术建立项目管理平台,创建桥梁三维模型,将有助于桥梁项目管理。

1 工程概况

乌江特大桥为跨径475 m上承式钢管混凝土拱桥,是德余高速公路全线关键控制性工程。该桥主拱肋采用8根直径1.4 m钢管组成的等宽变高(11.4～8.4 m)空间桁架结构,空间结构形式复杂。主桥构件连接采用栓接,安装容许偏差3 mm,仅凭二维图纸不仅难以辨识结构空间的关系,而且安装精度不容易控制。

2 BIM技术应用

2.1 利用BIM技术进行三维化展示

该项目施工难度大,全构件采用栓接形式,精度要求高,结构形式复杂,拱肋吊装完成后风撑与安装平台空间位置狭小,容易产生冲突,且图纸中各个构件重叠,结构形式不容易理解,给现场施工与管理带来了许多困难。BIM小组成员根据现场管理人员反馈和设计要求建立乌江特大桥三维模型,如图1所示。

图1 乌江特大桥三维模型图

通过三维模型对乌江特大桥结构形式进行深入了解,克服设计图中各构件重叠的缺点,并且清晰地展示结构的空间位置,为乌江特大桥主桥施工带来便利。

2.2 BIM+数字项目管理平台

常规项目由于人员流动性强,无法及时掌握进出场或培训信息;过往有效数据记录难、保存难、共享难等原因,在人员管理、进度管理、安全管理、数据管理四个方面耗费大量的精力。

项目结合工程特点与需求建立BIM+数字项目管理平台,设置数据可视化、BIM中心、项目配置、安全、试验检测管理等模块,在平台中添加桥梁三维模型,并将原材料进场时间与检测结果、人员进场时间与培训时间、结构物施工时间、施工计划等数据录入管理平台。运用BIM技术的协调性,增加结构物与数据间的关联,将结构施工时间、材料进场时间、施工人员等数据关联起来,使项目管理人员能够随时对数据进行查看,全方面了解施工进展,合理规划施工组织,对施工计划进行动态调整。减少因数据转述带来偏差,为施工管理提供便利,降低了项目管理人员工作量。

2.3 三维可视化交底

传统的技术交底只是通过施工方案与二维图纸进行交底,交底趋于形式化,不够简单明确,且大型桥梁设计结构复杂,现场实际操作人员文化水平不高,不能充分理解图纸中各结构的空间关系,给现场管理带来很多不便。

该项目拱肋线形要求高,且受到日照、温差、风力等多重因素叠加影响,构件连接采用栓接,安装容许偏差3 mm,首节段安装三维姿态精度保障是大桥成败的关键。项目为克服此难题研发了多点约束支架与三维千斤顶组合精调装备。然而设备为项目首创,拱肋与设备间的空间关系难以判别,且节段吊装后需进行拱肋操作平台吊装,在平台上进行高强螺栓安装、包板焊接等,属于高空、水上作业,安全风险极高。如操作人员不能理解各结构的空间关系,导致节段在空中进行反复调整,甚至出现空间位置上的冲突,不仅耽误施工进度,更容易发生安全事故。对此,项目运用BIM技术建立三维模型,将支架模型、操作平台与拱肋模型进行结合,阐明其中各结构的空间关系,根据三维图像对现场管理人员与作业人员进行可视化交底,避免因操作人员无法辨别构件空间位置而产生安全风险。拱肋支架模型如图2所示,操作平台模型如图3所示。

图2 拱肋支架模型图

图3 拱肋操作平台模型图

3 结语

通过将BIM技术运用在大桥管理方面,不仅提高了项目部在施工过程中的管理水平,对于后续其余特大桥梁运用BIM技术管理起到指导性作用,主要表现在以下两个方面:

(1)通过建立BIM信息化平台,在信息化平台的支持下,各部门间可进行信息的实时共享和交互,减少信息损耗,避免因人员调动而导致数据丢失,使工作效率大大提高。

(2)建立各结构物的三维模型,阐明其中空间关系,并且能够模拟结构物的施工过程,加强施工管理人员对施工内容的理解。加强了施工控制,进行可视化交底,能够在施工前发现设计中不合理之处,及时进行修正,避免因设计不合理导致返工处理,达到减少工作量、节约施工工期与施工费用的目的。

针对此项目存在的其他工程技术难点,将持续使用BIM技术进行攻坚克难,保障后续混凝土灌注、拱上立柱安装等工作正常推进,力求更好地服务项目施工管理工作。