该项目为一项旧路改造项目,该桥梁全长137.7m,属简支结构,具有8跨8条伸缩缝,每跨具有15片梁,桥面宽度约9.75m,两侧设计宽为1.33m的人行道。桥墩为带圆弧端师新庄,桩基础类型为预制打入桩,原本的桥梁结构在重型车辆行驶过程中并没有明显的震感,因此在改造项目中选择加宽利用的方式,临近老桥外部新建一座分离式大桥,与老桥共同组成一架更宽的桥梁,其技术指标为:项目荷载遵照公路I级标准设计;设计行车速度在80km/h左右;由于该区域历史并无地震记录和地震活动,因此防震标准按照寻常道路桥梁工程进行设计;洪水频率设计值为1/100。工程具体结构设计如下:
1)桥面。桥面宽度约20.35m,其中老桥占9.75m,新桥10.5m,新老桥梁交接处约为0.1m,如图1所示。
图1新老桥梁断面设计示意
2)桥长。桥梁总长约164.55m,结构形式为6+10×15+8(m),通过BIM技术的应用建立桥梁工程BIM模型如图2所示。
3)桥梁。单跨横向通过钢筋混凝土空心板梁组成,各为2片边梁与6片中梁。前者高度0.95m,顶宽1.495m,底宽1.25m,悬臂0.256m,根厚度0.2m。中板高度0.95m,顶宽1.05m,底宽1.25m。梁间留余10mm的施工缝,桥面整体宽度10.5m。
4)桥面铺装。桥面下方铺设厚度在140mm左右的混凝土层配合钢筋网铺装。上方铺设防水层和厚度在80mm左右的沥青混凝土路面铺装层。
5)基础与墩台。选择的墩台为重力式,最大高度为10m,盖梁高1.5m。
BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用
施工准备环节的设计
由于桥梁工程涉及到多项施工流程及结构,因此需要保证各部分构件设计的合理性,并规划好施工的流程设计,才能确保施工的顺利开展,尤其是前期准备阶段的设计,施工人员需要切实地了解施工全过程,才能设计出可行可靠的施工设计方案,为后续的施工环节提供指导。通过BIM技术的应用,能够满足各参与方的不同需求,针对一些意见分歧现象也能够快速解决。BIM技术通过三维建模的方式,包含了信息化、数字化、参数化三维,可以将设计结果以动态化的形式直观地展现出来,施工方通过三维模型也能对桥梁工程进行合理评估,各参与部门也能直接看到设计结果和模型的细节部分,及时收集各单位和施工方的意见,从而不断完善设计方案。
后续的优化设计
桥梁工程项目设计以及施工开展都需要不断完善,根据施工过程所产生的变动进行设计方案的优化。BIM技术的应用更有利于设计方案的优化与完善,在设计阶段,利用BIM模型来进行设计方案的对比,从而选择最为合理的方案模式。BIM技术的三维模型,能够将桥梁结构的关系进行展示和动态化预演,从而明确设计方案中存在的不足,针对不足来设计针对性的解决方案,保证设计方案的可靠性,从而满足工程建设需求,保证设计方案能够贴切工程实际,便于后续施工的开展与调整。
设计校核与碰撞检查
设计校核及碰撞检查也是BIM技术的主要应用优势,这对于桥梁工程的工程量统计具有重要意义。在三维建模期间,若存在图纸设计误差或错漏,那么利用BIM技术在施工开展前便能够及时发现及时解决,材料清单也能够利用模板来自主生成,通过清单和二维设计图纸的比对则能够及时找出工程量统计存在的不足,如表1该工程设计材料统计问题。
BIM技术在桥梁工程设计环节,应用于设计校核与碰撞检查中不仅能大大提高其过程的直观性,也保证了结果的可靠性,避免了设计过程中由于某个专业不协调而产生的额外成本。
在该项目设计环节中,设计人员利用BIM技术对建筑模型进行问题检测,进一步降低了施工错误的产生。
内容来源:中文科技期刊数据库(全文版)2020 年 11 月
作者:何秋霞 李承文 江西科建工程设计有限公司
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