郑州市四环线及大河路快速化工程作为郑州市加快推进现代化城市建设进程中的一项特大型城市立体交通项目，建成后将成为郑州市主城区“两环三十一放射”快速路系统中“两环”的外环，该工程对提升郑州市的城市形象、缓解交通压力、改善居民出行等方面具有重要意义，被称为“郑州市委市政府一号工程市建委当前首要工程”。工程主要位于郑州市主城区与外围区域的交界处，全线约93.030km，贯穿郑州市的八个区，中州大道花园口立交桥段新建桥梁，共跨越18条地面、桥梁匝道及2条主线道路桥梁，新建桥梁为第六层建筑。该项目由郑州市市政总公司承建。在项目进行中，主要面临的重难点问题可概括为以下几点：
（1）时间短、工期紧。该工程总工期为18个月，其中主梁预制及架设工期约为11个月。
（2）工程体量大。在市政道路建设项目中该工程是全省乃至全国投资规模和工程体量最大，其统筹协调和实施要求最高的特大型城市立体交通项目。
工程总体混凝土方用量约600万立方米，地面道路、高架桥梁面积各约320万平方米，项目中预制节段数累计约5万块，是目前名副其实的全球最大规模短线节段预制项目。
（3）交通功能强。工程中拥有涉及“高架快速路+地面主干路+辅路”三个层次的综合立体交通体系，具备强大的交通功能。
（4）采用世界先进施工技术方法。主体桥梁采用短线法节段预制技术，使构建过程标准化、工业化，更加符合城市现代化发展的需要。
预制构件在现场按搭积木方式进行拼装，施工工艺复杂，其中以现浇箱梁的施工为例，流程如下：
箱梁支架地基处理→箱梁支架搭设→箱梁支架预压→（箱梁模板制作）箱梁底模板安装→（箱梁钢筋制作）箱梁钢筋绑扎→箱梁底波管定位、穿束→箱梁内模安装→箱梁底混凝土浇筑→拆除内腹模→安装箱梁顶板模板→箱梁顶板钢筋绑扎→浇筑箱梁顶板混凝土→箱梁混凝土养护→预应力张拉、压浆、封锚→落架。
由施工流程可知，箱梁内部结构涉及顶板、底腹板、内外模板、内部钢筋等安装、定位，以及混凝土浇筑、预应力张拉压浆与封锚等一系列工序，施工工艺复杂，技术难度高，在施工过程中一旦出现安装错位，影响施工效率。
BIM在装配式技术中的实施
为了保证项目的顺利实施，公司组建BIM团队，运用BIM技术开展数据信息协同，实现前期施工设计和施工现场良好对接。
（1）模型建立。在模型建立过程中，借助Civil3D提取桥梁工程的坐标及高程，导入Dynam后，通过提取Excel文件中的数据，生产三维路线曲线，再读取参数化族谱中的桥梁构件生成实体模型，精准的BIM模型可实施查询放映点的坐标和高程，生成放样数据文件，方便测量人员进行施工放线。
（2）复杂节点碰撞检测。碰撞检测分析解决了构件之间不协调的问题，其中对于16.5m截面0#块钢筋及预应力管束进行碰撞检测，共检查碰撞点120余处，并与设计员进行协调沟
通，提出了碰撞位置的调整原则，保障预应力管道不变，优先调整普通钢筋，再调整纵向预应力筋，有效解决了钢筋碰撞冲突问题，同时出具多个截面剖面图并辅助三维模型进行技术交底，保证零号块施工一次成功。
（3）BIM+二维码。通过二维码这种高密度高信息含量的便携式数据文件，快速实现项目管理中对设备、人员、工程资料、宣传资料等信息的自动存储、自动识读，快速便捷地实现信息共享。
（4）工程量统计。BIM模型依据构件拆分原则导出工程量，出具了桩基、承台、端身混凝土工程量明细表，并与实际对比分析得到现场浇筑工程量与BIM模型量之间的系数关系。
（5）三维可视化技术交底。架桥模拟。项目绝大部分桥梁采用阶段预制拼装预制施工，共需预制节段约5万块，预制梁的吊装及预应力张拉工作是重中之重，采用BIM软件模拟桥架机从运梁车道内架设第一T构、第二T构到一联架设完成，浇筑合拢段、湿接缝，穿梭整体张拉的施工过程，为现场吊装梁的安装工作提供技术指导。
支架搭设模拟。中州大道花园口立交桥段新建桥梁，共跨越18条地面、桥梁匝道及2条主线道路桥梁，新建桥梁为第六层建筑，交通环境复杂、车流量大，为最大限度的保障原有交通，利用模型设计及模拟节段梁支架搭设方案，使其满足桥下支架净高及现场施工要求，并辅助专家组论证和完善支架搭设方案。
辅助吊装方案比选。施工场地狭小，且该段为上下匝道处，16.5m+9m标准节段梁，无法按正常工序放式，通过吊装方案的BIM模拟比选，最终采用履带吊装架设左幅节段梁，首先架设16.5m节段梁，满堂支撑并拼装，然后架设9m节段梁，满堂钢节撑；右幅采用龙门吊结合履带吊拼装的方式，完成72T构，拆龙门吊，使用履带吊继续拼装。
（6）BIM5D施工管理。该项目使用广联达BIM5D平台统一对现场施工的质量安全、技术成本进行综合管理，利用平台实现现场施工进度与计划进度的协调管理，及时反馈现场施工技术偏差，分析原因并及时加以修正，现场管理人员利用手机端通过对现场发现问题、限期整改、结果反馈的一环化管理手段，对现场出现的问题作出合理的分析，从而极大地提高了项目的管理水平。
总结
该项目借助BIM信息平台与装配式工艺相结合的途径，进行全线工程模拟，合理协调各参件方的施工任务，提高项目整体施工效率；同时，通过高仿真的地质环境，调整支架搭设方案，解决施工中交通通行受阻的问题，可见BIM技术在桥梁建设周期内的渗透将在施工进度、成本、质量安全等管理方面，带来可观的经济效益和社会效益。
2020年6月29日，郑州市四环线及大河路快速化工程的高架主线部分（不含南四环金岱路-经南八路段）顺利完成试通车。此次通车段共计71.9公里，双向8车道，设计时速80公里。全线共计187条匝道，当前开通92条。该项目的技术创新、管理创新通过BIM的常态化应用，满足智能化科学决策，为河南省建筑信息化转型积累了经验。并通过充分发挥人才技术、管理、信息等方面优势，努力为郑州打造精品市政工程，加快推进郑州“国家中心城市”的建设。
文：罗芳 方松峰
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