BIM案例：BIM技术在徐盐铁路特大桥施工管理的实际应用

徐盐铁路徐洪河特大桥施工管理中，首次将BIM技术和物联网应用在高铁特大桥施工中。该工程正线长度31.526km，总工期41个月，主要施工包括三电迁改、梁下部工程、制架箱梁、现浇梁及桥面系等。其中控制性工程徐洪河特大桥（100+200+100）m连续梁-拱（如图1所示），位于高地震断裂带上，设计复杂，构件繁多。

图 1徐盐高铁大桥

BIM技术应用情况

基于Revit进行了全线31.5公里线路主体建模，目前特别是在长大高铁桥梁应用BIM技术方面是无案例可参考。基于对铁路桥梁施工BIM技术探索的前景展望及徐盐项目的实际特性，确定了BIM应用探究点，主要的管理内容包括：全线进度管理应用、（100+200+100）m连续梁-拱应用、预制箱梁跟踪管理。

1BIM技术基础性应用

（1）标准族库建立

BIM在高铁桥梁方面的应用不同于房建项目，基于Revit软件开发的族库尚未包含铁路方面，如桥梁、路基、隧道等方面的族库。对此，本项目进行了基于Revit桥梁方面的参数化族库建设，如图2所示，便于后期更多高铁桥梁BIM应用。

图2建立集团标准族库

（2）基于BIM的工程量自动计算

采用BIM自动计算可以极大的减轻施工中的计算量，如图3所示，在该工程建设项目中的桩基多达9670根，对此采用Revit软件来进行计算，搭建桩基、承台钢筋等族库，这样可以初步的实现钢筋参数的提取，为后续的统计工程量奠定基础。

图3自动计算工程量

（3）利用Revit对土建部分参数化建模

利用Revit建模技术按照技术团队制定的的标准和规则，分别建立桩基、承台、墩身、梁等各节块，此外，还需使用Revit建模软件基于二维图纸建立参数化钢筋，利用tekla分别对钢结构部分参数化建模、钢桁梁杆件细部模型创建、100+200+100m连续梁拱部分参数化建模、拱部细部模型创建。分别创建各部分的结构可以很好的为后续的模型整合打下良好的基础，如图4所示。

图4土建部分参数化建模

（4）设计图纸审核

在建模过程中，如存在诸如构件图与配合的结构部件图纸存在出入等问题，可以很好的通过各方协调商定确定最合适的结构图避免在施工中出现设计不合理的现象影响工程的进度。比如：48m钢桁梁通过建模发现下弦杆ME4的横梁腹板螺栓孔在杆件图与铁路路桥面板块图中不一致，及时与设计进行了沟通，提前进行了调整，如图5所示。

图5图纸审核

（5）梁场场布优化

首先通过设计布局的CAD图纸，然后根据CAD图纸对梁场进行模型构建，模型搭建完成后根据搭建的模型进行现场实地布置，如图6所示。

2全线进度管理应用

（1）传统进度管理及跟踪方式

传统文本的进度计划直观性差，无法实时跟踪，只能抽象表达进度过程，难以发现计划不合理处，不能直观的对实际进度跟踪与分析。

（2）基于BIM技术的进度管理及跟踪方式

通过BIM平台，对项目现场施工部署进行展现，如图7所示。通过模型不同的颜色，对该部分施工状态进行表达，绿色代表正常完工，红色代表未进行施工，方便下阶段施工部署。通过BIM5D平台数据集成，对月施工情况进行模拟，对进度滞后严重的架子队进行施工组织优化；通过模型对月度完成的混凝土设计量进行提取，与现场实际完成量进行对比，对超方严重的架子队进行重点监控并查找原因。

图7进度管理及跟踪

（3）进度和无人机管理

通过无人机航拍与BIM平台进度模拟进行对比分析，对进度滞后段落进行现场勘测，制定赶工计划，如图8所示。

图8无人机进度管理

（4）进度和二维码管理

针对全标段特殊结构进行了二维码进度管理，做到了对施工现场进度实时把控，如图9所示。

图9进度二维码管理

3关键部位的BIM应用

由于（100+200+100）m连续梁-拱跨徐沙河，地质条件差，技术含量高，施工难度大，是徐盐铁路的重难点工程，如图10所示。

图10徐沙河连续梁-拱大桥

（1）利用AutoCADCivil3D建立地质模型

该线路途径徐州断褶束和苏北坳陷两个区域。郯城庐江断裂带是这两个地区的分界线，东边为苏北坳陷，西边为徐州断褶束。两区作为构造单元，它们的特征有着明显的差异，区域内构造发育为基底断裂。线路DK96DK115段以大角度通过该断裂带。该断裂带属于强震构造带，至今仍在活动，该断裂带曾发生8.5级大地震，如图11所示。

图11AutoCADCivil3D地质模型

（2）方案比选

该工程项目所处地域地震动峰值加速度0.3g，位于高地震断裂带，该工程为同等地质条件为国内最大的连续梁-拱。通过Revit建立几种钢围檩结构模型，进行设计方案比选，最终根据选用结构性能符合要求的钢板桩结构，如图12所示。

图12钢板桩结构实物图

（3）基坑开挖方案模拟

基坑受力体系多变，基于BIM技术对基坑结构模型建立，进行设计方案预演，使体系转变可视化，有效的指导设计方案简算，更加直观便于专家论证。连续梁-拱主墩基础紧邻航道，地质条件差，承台施工深基坑开挖难度大，施工顺序及受力情况十分复杂；通过迈达斯结构分析软件，对围堰结构进行了应变分析，确保了施工的安全性，如图13所示。

图13基坑模型与结构图

（4）碰撞检查报告

通过navisworks进行碰撞检查，发现钢筋与波纹管碰撞多处，根据碰撞报告及时与设计单位进行了沟通，避免了因设计问题导致误工情况，如图14所示。

图14碰撞检查报告

（5）BIM和3D打印

用3D打印技术将拱部复杂构件打印成实体模型，分解其细部拼装排布情况，如图15所示。

图15拱部3D打印结构

（6）预制箱梁工序跟踪管理

①预制箱梁传统管理模式。对于传统的预制箱梁管理模式来说存在诸多的弊端，首先是状态控制难：主要包括施工状态掌握难、现场信息了解难；其次是进度控制难：主要包括工序衔接把控难、工料机具转换难；最后是沟通成本高：主要包括即时信息掌握难、信息沟通程序多。

②BIM模式箱梁生产管理模式。利用BIM技术与物联网技术，梁场的工序负责人利用手机移动端进行二维码扫描，轻松设置箱梁目前所处的状态后，施工现场调度人员即可利用电脑端或者手机端随时随地了解需用构件的当前状况，极大的降低了由于构件加工，运送延迟所导致的施工延期，有利地把控了项目整体进度，如图16所示。

图16箱梁生产管理模式

③预制箱梁需用计划录入。本项目现场调度员将每月预制箱梁需用计划录入BIM管理平台，依据预制流程设置不同跟踪阶段，并进行预警颜色设置，如图17所示。

图17预制箱梁需用计划录入

④预制箱梁实际状态录入

预制箱梁工人可以充分利用手机端的便携性，随时随地扫面二维码，切换箱梁所处的实际阶段，并可通过手机端直接统计相应状态工程量。工作人员充分利用手机端的便携性，现场扫描二维码，切换箱梁的实际阶段，如图18所示。

图18预制箱梁实际状态录入

（5）预制箱状态查询及预警

现场调度员依据云平台所提供的数据分析处理结果，可以及时通过电脑端和手机端按照需用时间对箱梁状态进行查询，在网页端统计工序数量。现场调度员根据状态及时采取行动，避免进度延误现象的发生。

通过手机端二维码现场扫描信息后，PC端、web端进行统计，绿色表示正常完成，红色表示延期完成，随时统计月累，年累等数据统计，如图19所示。

图19预制箱梁状态查询及预警

文：杨军军（兰州交通大学）

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