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中派河大桥项目

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1  项目背景
1.1  项目简介:
中派河大桥位于安徽省合肥市包河区G3京台高速跨中派河既有线中派河大桥东侧,全长1852米,主桥316米,由两片中心间距22米的主桁、正交异性钢桥面板桥面系组成的三跨下承式变高度钢桁架梁桥。27#、28#墩的桩基础为3.5米大直径钻孔灌注桩,墩柱为3米大直径柱形墩,属于安徽省首例大直径墩柱,具有代表性意义,见图1。
       
                                        图1  中派河大桥
1.2 工程特点和重难点
中派河大桥为正交异性钢桥面板桥面系组成的三跨下承式变高度钢桁架梁桥,且主桥整体采用装配式技术,大部分采用螺栓拼接,拼装精确度要求高,施工难度大;钢预制构件多、异形结构多且复杂,构件预制生产难度大;3.5米大直径钻孔灌注桩采取新型施工工艺,在技术交底、各方协调等工作中存在一定难度,传统施工方法难以满足全桥高效优质施工要求。综合各种因素,本项目应用BIM技术,探索BIM技术解决工程实际问题。
1.3 应用目标
解决施工中的技术,工艺及现场的场地布置等问题,提供可视化方案比选,优化施工方案,减少图纸理解不全面、现场交底不清晰等引起的返工,确保施工方案的可行性,并提高施工效率和管理水平。
2  BIM应用
2.1 桥梁外观装饰方案比选
 通过Autodesk Infraworks与Revit 、Lumion结合使用,快速生成地形、地面构造物、水域、道路,可以提供最直观的整体与细部的视觉呈现,3D可视化改进了中派河大桥项目各参与方之间的沟通和理解方式,方便与业主进行决策。基于BIM模型进行多方案的比选,包括桥梁造型、装饰方案、色彩等,各参与方交流更加直观、高效,见图2~图5。
                           图5  Lumion全桥模型渲染图
2.2  图纸复核
借助深度建模的BIM模型对原图纸进行复核,及时向设计方提出信息不全、信息有误的图纸。通过BIM技术进行图纸复核进一步加强了项目管理中的事前控制,避免项目实施过程中因图纸问题引起的损失,见图6。
 
图6  Revit三维建模图纸复核
2.3  材料用量复核
在本项目中通过模型将上弦杆、腹杆等钢构件以及预制箱梁构件进行工程量统计,将Revit模型导出的工程量与设计方给出的工程量对比后优化,同时将工程量作为现场施工材料采购的控制指标,减少材料浪费,见图7、图8。
 
图7  Revit统计数量表复核钢结构节点材料用量
 
 
 
 
图8  Revit统计数量表复核预制箱梁材料用量
2.4  施工工艺模拟
本项目应用Navisworks软件编制了钻孔灌注桩、节点栓接施工工艺、钢桁架安装等重点、难点专项方案的施工工艺模拟。将具体的施工技术方案提供可视化演示,在优化施工方案的同时,使技术交底清晰易懂,提高了项目施工效率和管理水平,见图9。
      
 
图9 Navisworks主墩钻孔灌注桩施工模
在施工工艺模拟BIM应用中,可基于施工组织模型与施工图创建施工工艺模型,并将施工工艺信息与模型关联,指导模型创建、视频制作、文档编制和方案交底。工艺模拟流程如图10。
                
 
图10 施工工艺模拟BIM应用流程
1) 针对施工方案、工艺标准、技术交底等文件要求,对需要进行施工工艺模拟的构件或工序进行Revit建模和整合,同时补充工艺模拟中所需元素及信息。
2) 将Revit模型导出,生成NWC模型,在Navisworks软件中进行集合整理,通过软件对象动画功能,添加场景进行工序动画制作。最终进行三维模拟渲染或者工序动画演示操作等,见图11。
图11 应用步骤
3) 将生成的成果文件进行展示,并进行进一步探讨验证。最终将模型应用在现场中指导施工,见图12~14。
 
                 
  
图12 Navisworks钢桁架构件螺栓拼接模拟
 
图13  Navisworks盖梁吊装模拟
  
图14  Navisworks钢桁架拼装优化