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1、 BIM技术在城市立交箱梁吊装工程中的应用 摘要：在城市现代化建设和发展中，新时期城市基础设施建设力度不断加强，相应的城市立交箱梁吊装工程数量和规模不断扩大，对于新时期工程建设质量提出了更高的要求。为了满足这一要求，越来越多新工艺、新技术和新材料应用其中，城市立交箱梁吊装工程建设变得愈加复杂。而BIM技术作为一种新式技术，集合了众多先进技术，在此基础上建立建筑模型，综合分析和对比施工方案，不断调整和优化施工方案，提前解决其中存在的问题，为工程建设质量提供坚实保障。本文就BIM技术在城市立交箱梁吊装工程中应用进行分析，结合实际情况，把握技术要点。关键词：BIM技术；城市立交箱梁吊装工程；应用1.
2、工程背景作为联系苏州“一核（古城区）四城（东部综合商务城、南部滨湖新城、西部生态科技城、北部高铁新城）”的重要交通支撑，建设中环快速路可以缓解内环交通压力，促进城市合理布局和优化发展，具有很重要的意义。中铁一局集团有限公司承接的中环快速路高新区段(玉山路南-312国道)第二标，是中环西线跨越既有太湖大道高架桥的一点交叉五层互通式立交，是苏州高新区的一个重要交通枢纽工程。本工程处于狭小的交叉口位置，地面道路分别是鹿山路和金枫路，最上一层桥面的最高处达32米，是苏州中环建设中规模巨大、施工难度较大的关键节点。本工程因工期紧、难度大、技术含量高而备受社会关注，运用BIM技术组织好箱梁吊装就显得格外重
3、要1。2.工程概况本工程南起金珠路南，北至铜墩街南，主要的工程内容有主线的高架桥、互通式立交匝道、地面道路等工程。高架桥起止里程为JFK2+639.312JFK1+924.512，主线长714.80m，基础设计为钻孔灌注桩和钢筋混凝土基础，上部结构为预制混凝土箱梁、现浇混凝土箱梁以及钢箱梁。本工程的互通式立交匝道共有8条，分别为：A（EN）匝道、B（NW）匝道、C（WS）匝道、D（SE）匝道、E（ES）匝道、F（NE）匝道、G（WN）匝道、H（SW）匝道，共长4181m。在现有地面鹿山路和既有太湖大道高架桥之上架设了三层，构成了五层互通式立体交通。其中：第一层为现有地面鹿山路和金枫路，其中施工
4、期间鹿山路不封闭交通。第二层为既有太湖大道高架桥，施工期间也不封闭交通2。第三层为两条新建匝道，跨太湖大道高架桥的部位采用三跨一联的钢箱梁，每联钢箱梁的长度均为155米。第四层也是两条新建匝道，跨太湖大道高架桥和第三层匝道部位采用三跨一联的钢箱梁，每联钢箱梁长度均为166米；第五层为沿金枫路的新建中环主线高架桥，是整个工程最高的桥梁，中跨钢箱梁的跨径达到了50米。（8）有利于吊装方案汇报与评审，方便各方沟通、讨论与决策6。（9）模拟施工工序的配合与指导施工，提高施工效率，缩短施工时间。（10）BIM技术与运维管理系统结合，降低运营维护成本，提高管理效率。6.BIM实施过程6.1模型建立是整个B
5、IM技术应用的基础（1）利用多种软件建立真实的互通立交模型。（2）通过建立的BIM模型，各构件的尺寸、位置关系、表观材质都能在模型中直接精确地反映出来，再利用这些参数信息对模型进行各种分析，进而实现BIM应用。（3）将施工现场临时设施准确地呈现出来。（3）利用BIM结合现场场地的大小，对高桥墩、既有高架桥、临建、道路等进行三维进行场地布置，优化布置。（4）全参数化地驱动机械设施模型，为模拟施工提供便利。6.2工程量统计在本工程的BIM模型中，利用高度整合的数据信息，通过软件可以直接生成本工程所需要的各类工程量统计表。由于参数化建模，当一旦发生工程量变更时，由模型导出的工程量统计信息也将非常快速
6、、准确7。利用BIM技术能非常有效地对各种构件进行工程量统计、分析，尽可能地减少由于人工操作带来的统计错误，最合理地安排材料采购与和进场计划，最大限度地降低工程成本、缩短工期。在工程量的明细表中，钢筋直径、数量、长度、弯起位置与角度、钢铁厂等信息一目了然，准确可靠。施工单位的项目部可以将各类工程量的明细表作为编制施工预算、材料采购单和工程竣工结算的依据，有利于合理控制工程成本，收到的效益显著。6.4材料动态跟踪为了保证本工程的施工质量和进度，利用BIM模型中储存完备的预制构件信息库，将预制构件的信息库与生产厂家共享，通过在模型中构件独立性这一特征，导出标准构件或者是预制构件的二维码，方便出预制
7、构件的深化图和标准构件的采购清单。通过BIM技术达到物料平台统一管理，达到动态跟踪材料进退场，统一管理材料数据。使用BIM技术，材料的采供就省时省力，避免沟通不当造成的错误采购等现象8。6.5场地分析利用BIM模型结合GIS数据，将现场与周边情况快速呈现，并在BIM模型中将施工中的临时道路设置，应急车道，大型运输车辆进出以及不同时段内车辆流动的详细状况以及路灯的照明情况等一系列道路有关的详细路况场景都能清晰地反映出来，GIS系统与BIM模型结合，大数据平台统一管理，一旦出现道路拥堵问题，直接将定点定位报警反应到系统中，在向交警部门汇报过程中也提高了沟通效率。由于现场场地紧张，结合现场情况，利用
8、BIM模型，进行模拟构件运输、堆放，现场拼装的过程，对整个施工起到了指导意义。6.6方案模拟吊装方案是本工程施工组织的核心内容。施工单位项目部在正式吊装前进行了多轮方案编制、讨论和评审。期间，除了工程本身技术难度之外，如何清晰描述，提高沟通效率也是关注的一个重点。通过BIM的多手段模拟，将吊装过程中的问题提前暴露出来，提高了吊装的准确性与可行性。同时，直观的将吊装过程展现，大大提高了沟通、评审的效率。（1）静态模拟在模型中依据吊装方案，逐步检查吊车机位与吊装过程，通过静态调整，找出最合理吊装机位，构件堆放位置，并初步排除吊装过程中工作半径或起吊高度的不合理之处。（2）吊装全过程动态模拟模拟贯穿
9、整个吊装过程，模拟吊装施工半径，每一步吊装动作做到连贯合理，将吊车移位路线动态呈现，钢结构堆场位置清晰，并且进一步排除可能的线路交叉与碰撞点。在专家评审过程中，动态模拟结果还提高了沟通效率，意见、建议及和措施也更加明确。6.6方案优化在原方案中，考虑到场地与吊装空间，第五层主线的四个桥墩施工须排在其他匝道的吊装工程完成后。为了优化整个施工进度，施工项目部提出了在吊装完成前“抢”出两个外侧桥墩的想法。如果可行，那将能节省近一个月的施工工期。由于加上两个桥墩后，施工现场将变得更为狭小与复杂，只能拖过BIM来对这一优化方案加以验证。通过模型中清晰直观的推敲与验证，该优化方案存在可行性！在原方案的基础
10、上，部分吊装步骤须对吊车的机位、起吊状态、进出路线、构件堆场有着更高的要求。这一优化建议给施工提供了借鉴，调整施工计划，提前对桥梁基础进行施工以节省宝贵的施工工期。6.7架桥机施工中环高架桥主线钢箱梁的跨度达到50米，桥下无可用的临时支撑，利用架桥机施工可以提高架桥效率。而传统的施工方案描述手段有限，没能表示吊车横向移位过程和架设顺序，利用BIM技术和模型，生成了架桥机施工工序的模拟，为主线钢箱梁架设顺序和钢箱梁节段的生产加工提供依据，省下了制作效果动画的费用与时间，并起到了协助方案评审的作用。7.现场配合BIM不仅仅是在电脑中的虚拟模拟，利用基于云技术的BIM360与移动数字终端，能够将BI
11、M带到施工现场。模型与真实的对比，基于模型的现场交流与沟通，提高了管理效率。8.成果与总结本工程基于基础设施核心平台：AIW+Civil3D+Revit+Navisworks，作为BIM在城市一点交叉、全定向互通立交桥梁施工阶段较为深入地应用，在国内实属先例。通过施工项目部与BIM团队的努力，最大程度地排除了施工过程中的不确定性，并利用先进的技术手段，为优化方案提供了重要的依据，也为方案的沟通、汇报、评审提供了很大的帮助。在本工程施工过程中，BIM技术发挥了重要的作用，摆脱了过去通常“建模为主、应用为辅”的模式，提供了BIM模型系统性应用、技术与管理结合应用等特征，让施工技术人员积累了丰富的实
12、践经验，为今后类似工程提供了参考，在行业内起到了带头与示范作用。结论：综上所述，在上述工程建设中，通过BIM技术的应用建立建筑模型，在数据集成平台上进行数据分析，优化调整施工方案，解决其中存在的问题，完善施工方案，为后续施工活动有序开展打下坚实基础和保障。更为关键的是，有助于推动施工技术和施工工艺创新，提升工程建设质量，推动城市化建设进程。参考文献：1黄卫权.大跨度钢箱梁分段吊装在跨道立交施工中的应用J.建筑施工,2016,32(08):869-871.2冯春明.昆明市福海立交FH2匝道桥钢箱梁吊装施工技术J.城市道桥与防洪,2015,12(09):237-239+15-16.3李捷.蒲黄榆快速路四环立交工程钢箱梁吊装施工技术J.科技资讯,2012,13(14):57-58. -全文完-
