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BIM 技术在哈尔滨某大桥施工管理中的应用
来源:深圳建筑业协会  发布日期:2017/11/2   浏览量:2346
深圳建筑业网-BIM 技术在哈尔滨某大桥施工管理中的应用

BIM 技术在哈尔滨某大桥施工管理中的应用

 (中国地震局工程力学研究所 哈尔滨某150080)

摘要:为更好地实现精细化管理,基于哈尔滨某大桥项目,建立了桥梁BIM 细致模型,通过数字化仿真模拟技术,进行了基于BIM 技术的哈尔滨某大桥安装施工穿筋施工落位施工及预应力张拉施工仿真模拟,从而更好地指导桥梁复杂工艺的施工; 建立哈尔滨某大桥BIM 数据库及资料库,并基于VDC 技术,进行了哈尔滨某大桥预应力专项施工管理平台的二次开发,该平台可操作性强高效快捷实践证明,通过BIM 技术的应用,大大提高了桥梁结构的施工效率,节约了时间与成本,实现了桥梁工程中的信息化管理

关键词:信息化; 桥梁工程; 建筑信息模型; 管理平台

Application of BIM Technology in the Construction

Management of Harbin Bridge

Li hang

 (IEMHarbin 150080)

Abstract: In order to realize fine managementbased on the harbin bridgethe BIM meticulous model of the bridge is establishedThenwith the help of digital simulation and BIM technologyall kinds of construction technology are used to help guiding the bridge construction including installation constructioninserting rebar constructionputting down construction and prestressing force tension construction.Finallybased on the VDC technologythe BIM database of the Harbin bridge are builtthe prestressed special construction management platform of Harbin bridge is developedThe platform is easy to operateand also makes it fastAfter practicingwe get a conclusionthe BIM technology can improve a lot of efficiency of constructionit can also save time and moneythe information management in the bridge engineering is realized

Key words: information; bridges; building information modeling( BIM) ; management platform

BIM 是建筑信息模型( building information modeling) 的简称,该技术是以三维数字化技术为基础,利用计算机对项目构筑物建立一系列的数字化模型,这一模型不仅包括了传统二维图纸所表达的结构和构件的几何尺寸信息,还包括了大量的非几何信息BIM 模型对项目的招投标结构设计施工管理和运营维护都具有极强的辅助作用,完整地描述了项目整个周期内各个不同阶段的情况,并将各个阶段内的信息进行电子化集成应用与管理BIM 技术虽然出现时间较短,却已在建筑工程领域取得了广泛的应用,技术人员对其进行了深切的探讨和改进,但在桥梁工程领域,BIM 技术仍处于起步阶段,相关的研究和应用尚未得到很好的发展,如何利用BIM 技术进行桥梁工程的施工管理,从而提高施工效率,节约时间与成本,是目前亟待解决的问题

本文基于哈尔滨某大桥,利用BIM 技术进行哈尔滨某大桥的精细化建模,通过仿真技术,对哈尔滨某大桥施工中的各类施工工艺进行模拟,指导施工人员进行施工,建立哈尔滨某大桥的资料库,进行施工管理平台的二次开发,旨在建立一套合适的桥梁施工管理体系,推动我国桥梁工程施工管理的发展

1 工程概况及模型搭建

1.1 工程概况

东部高速项目在高架部分的箱梁内采用后张有黏结预应力技术预应力工程量大,分布范围广同时预应力单个孔道内钢绞线数量多,且多数为4 5跨连续箱梁,总长度超过150m的占总箱梁数的近60%由于采用全预应力度设计,故预应力施工质量是整个工程控制的重点,也是现场咨询工程师业主最为严格要求的施工技术内容项目部需合理安排各个工序穿插作业,严格遵守施工技术交底,细致控制施工质量同时预应力施工相关性连续性强,前面工种的施工质量对后续施工有很大的影响,故需要确保每个施工作业按照相关的标准严格检查,确保整个预应力施工的顺利进行

1.2 工程实施难点

1.2.1 工期紧,工程量大

该工程位于,投入的人力物力财力和技术装备数量巨大,而且工期紧,如何在短时间内保质保量地完成施工,是需要解决的重要问题

1.2.2 施工管理复杂

构件的运输安装,人员和施工机械的安排,材料的入场检验和出场,都是施工管理所面临的重大问题,由于该工程体形巨大结构复杂构件多,更加加剧了这一问题,因此在实际施工管理过程中,如何协调各个部门工序路线,以达到施工现场管理的最优化,也变得更加复杂为解决该工程的各施工难点,利用BIM 技术对该项目进行模型的建立以及场地的模拟,以方便施工单位进行施工,并且对复杂的施工工艺进行动态施工模拟,使施工人员能够直观清楚地了解施工工艺的过程,确保正确进行施工,提高效率,同时开发专项施工管理平台,进行交付

1.2.3 节点形式复杂,施工工艺复杂

该工程存在大量复杂节点,需要使用多种复杂的施工工艺,如波纹管临时安装施工工艺穿筋施工工艺等,如果用传统的方法指导工人施工,很容易由于理解不当造成施工错误返工等问题,必然会耽误工期,因此,如何能够正确迅速地指导工人进行施工,是一个亟待解决的问题

1.3 BIM 模型的搭建

各种复杂形式的结构层出不穷为施工方带来了巨大的麻烦,由于设计方一般都以CAD 二维图纸进行交付,所以施工部门往往要结合平剖的图纸,才能对结构构件的位置进行确定,这样往往费时费力,十分不方便,利用BIM 技术,将二维图纸转化为三维模型,这样就能使施工人员直观地了解结构的形式,便于施工进展该工程工程量大,施工难度高,因此,在施工之前进行模型的搭建十分重要利用evit 软件,根据二维图纸,对该项目进行建模,通过建立该桥梁的BIM 模型,各构件尺寸位置关系表现材质都能在模型中直接反映出来,方便施工任意进行evit建立的模型如图1 所示

 

1 哈尔滨某大桥BIM 模型

2 基于BIM 技术的施工工艺模拟

该工程施工工艺复杂,传统施工方法对项目经理依赖性大,基于BIM 技术进行各阶段详细施工工艺模拟可以迅速掌握施工工艺,避免出现施工错误在此项目中,对各种施工工艺均进行展示,使施工人员更加直观地了解施工工艺过程,提高施工速度和质量

2.1 施工前作业施工工艺模拟

主要包括基于BIM 技术预应力箱梁两端柱预应力箱梁底部支撑脚手架搭设预应力箱梁底模和两侧模板安装模拟施工前模拟如图2 所示

 

2 施工前模拟

2.2 预应力安装施工工艺模拟

基于BIM 技术的波纹管临时安装施工工艺模拟: 在腹板内安装临时支撑,临时支撑( 每隔2m 设置1) 和腹板相应高度的腰筋连接固定将波纹管( 4m 1) 从端部穿入腹板内,安放在临时支撑上,并用钢丝临时绑扎固定将波纹管用接头连接,并临时安装热缩带,最后用胶带将接头临时绑扎在波纹管相应高点,最低点位置处使用热熔机打孔,并安装出气孔接头波纹管安装施工工艺模拟如图3 所示

 

3 波纹管安装施工

2.3 穿筋施工工艺模拟

在箱梁端部搭设预应力穿筋操作平台将穿束机和预应力穿筋架体用起重机吊放在操作平台上,并用起重机将成盘的钢绞线吊至预应力穿筋架体里( 用吊装带进行起吊) 将钢绞线从架体里拉出并引入穿束机,用穿束机将单根钢绞线传至波纹管口时在钢绞线端部安装导帽继续运转穿束机,将预应力筋穿入临时支撑上的波纹管内当另一段预应力筋穿出波纹管一定长度后,停止穿筋施工,确定两端外露长度后,用砂轮锯将穿筋端的预应力筋切断根据上述流程继续穿筋,完成37 根钢绞线的穿筋施工穿筋施工工艺模拟如图4 所示

 

4 穿筋施工工艺

2.4 落位施工工艺模拟

落位前根据预应力波纹管的矢高,安装定位支撑钢筋( 500mm 间距) 将临时支撑上波纹管的临时绑扎钢丝剪开在桥中间跨的临时支撑波纹管处用吊装带缠绕,准备起吊( 4个吊点)2 台起重机通过吊装带将临时支撑架上的波纹管吊起,脱离支撑即可将临时支撑拆除利用起重机缓慢将波纹管落位至相应的定位钢筋上解除波纹管处的吊装带,完成中间跨波纹管的落位施工根据上述步骤将两端的预应力波纹管落位至相应矢高的定位钢筋上落位施工工艺模拟如图5 所示

 

5 落位施工工艺

2.5 安装施工工艺模拟

U形钢筋将波纹管固定在定位钢筋上拆除波纹管连接处的临时胶带,用喷**将热缩带加热缩紧安装波纹管接头安装预应力张拉端处喇叭口( 此处螺旋筋临时和喇叭口固定) : 由于采用落位的施工方法,预应力外露出波纹管,故喇叭口用起重机吊起,将喇叭口从钢绞线端倒穿入喇叭口( 张拉端为3 个组装式,即3 个喇叭口用端部模板即齿板组合在一起) 喇叭口就位后,将喇叭口和波纹管用接头连接,并用热缩**将专用热缩管加热处理密实安装出气管配件,将出气管和热熔处的接头拧紧,并伸出梁顶面安装施工工艺模拟如图6所示

 

6 安装施工工艺

传统的施工只能单纯地通过语言进行指导,工人在接受时必然会出现不同程度的问题,延长施工的工期,而利用BIM 技术进行施工工艺的模拟,既方便了对施工人员的指导,同时,也使工人在了解施工工艺时更加直观,不容易出错,大大地提高了指导施工的效率,缩短了施工工期

3 基于BIM 的专项施工管理平台开发

由于利用BIM 进行施工管理的工作量较大,在向业主进行交付时比较麻烦,而且业主在进行检查使用时也会有很多的不便,所以基于BIM BENTLY 平台,二次开发哈尔滨某大桥预应力专项施工管理平台,将该项目的多项内容整合到一起,以方便业主指导施工该管理平台主要包括工程概况资源配置预应力系统深化设计施工方法质量控制进度控制安全控制成本控制9个模块,平台界面如图7所示。

 

7 平台界面

3.1 工程概况模块

工程概况模块主要包括工程介绍桥体预览导游视角视图显示模型测量5个方面,工程介绍主要是介绍该工程的大致情况,如位置结构形式投资额等; 桥体预览是在窗口处对大桥的模型进行观察,可以从各个角度详细地反映桥体的全貌; 导游视角是以第三人视角在桥上或桥下进行可操控的漫游,更加细致直观地观察桥体结构; 视图显示中包含桥体的平剖面图纸; 模型测量可以在模型中对任意两点进行距离测量管理平台中工程概况模块如图8所示该模块是整个管理平台中最为基础的模块,是进行项目管理的根本,在工程概况模块中,可以简单快速地对整个项目的相关信息进行预览,使相关人员迅速了解该工程,方便后期的工程管理

 

8 工程概况模块

3.2 资源配置模块

资源配置模块包括组织机构人员机具材料结构构件5 方面组织机构中以表格形式体现工程组织,并可查看其中人员具体职责; 在人员方面可以查看工程所涉及的所有人员信息,包括姓名人员数量职务等方便工程管理; 机具部分是对施工中所有机具进行开发施工中的所有材料,在材料部分进行管理,在平台中快捷地查询工程中的材料状况; 结构构件能够对工程中所涉及的结构构件进行拆分显示,点击构件能够查询构件的细部节点详图细部节点如图9 所示

 

9 资源配置模块

通过对资源配置模块的浏览,工作人员能够对该项目各个方面的情况进行了解,方便在后期的施工管理中对各种资源进行合理调配,使工程更为科学地进行下去

3.3 预应力系统模块

预应力系统模块包括后张拉系统材料及储存工程序列及详细方法后张拉系统详细描述了后张拉工艺的内容,方便施工方进行查看; 材料及储备主要对工程材料的管理进行详细说明; 工程序列是对工程的施工顺序进行说明; 详细方法是对预应力施工的方法进行详细描述,并可以随时调出相关工艺详图熟悉预应力系统模块后,可以随时对施工方法与施工顺序进行查看,更好地了解施工方案,方便指导工作人员进行施工

3.4 深化设计模块

深化设计模块主要包括工程图纸计算以及深化详图3 个方面工程图纸中包括该工程的所有图纸,可以随时进行调取查看,方便查找; 在计算菜单中,可以提取相关联的Excel 表格,直观地显示计算数据; 深化详图可以查看深化后的详图,与施工图进行对比,能够对细部节点进行直观开发

3.5 施工动画模块

在施工动画模块中,将之前制作好的各施工工艺展示进行链接,可以直接在平台中进行查看,了解复杂工艺上的施工过程,指导施工,同时,还可以在平台构筑的三维场景中进行全方位的3D 浏览以了解建筑各个复杂的施工过程,透彻了解施工工艺,更加方便施工方进行查看与技术指导在管理平台中,还有质量控制进度控制安全控制环境控制以及成本控制5 个模块,在这5 个模块中,可以随时对施工各方面进行管理,及时发现各种问题,提早和施工人员进行沟通,进行修正,使施工管理变得方便快捷管理平台的开发一方面能够更好地完成交付,方便业主的管理,可以在平台中直接对各种信息进行查看阅览,不需要在多种交付内容中进行一一搜索; 另一方面,能够方便对施工阶段进行各方面的管理控制,使施工人员能够高质量高水准地完成该项目的施工,大大节约了施工时间与施工成本

4

BIM 技术在哈尔滨某大桥施工管理中的应用实现了桥梁工程中的信息化管理,大大提高了施工效率,节约了时间与成本,对桥梁工程施工管理具有重要意义对于桥梁工程的施工管理,BIM 技术的应用具有以下几点优势: 工作人员能够直观地观察桥梁结构以及细部节点,及时发现问题并且解决,避免了在施工过程中出现麻烦; 根据模拟的施工工艺进行施工,简单易懂,提高工作效率,节约时间成本; 建立资料库,二次开发施工管理平台,便于管理工作成果,方便管理

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