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          BIM助力桥梁钢结构设计施工一体化建设

          发布者:瞿浩  点击数:56  更新时间:2021/10/20

              近年来,随着桥梁材料费用与人工费用的倒挂yb体育官方网站,钢结构桥梁相对混凝土桥的经济逆势逐渐减小yb体育官方网站yb体育官方网站,我国逐步开始进入钢结构桥梁的快速发展时期yb体育官方网站。但是建筑施工行业的生产效率正在持续下滑并成为建筑行业面临的根本性问题yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站,钢结构桥梁在设计建造过程中由于信息交换不及时yb体育官方网站、不准确的问题造成了大量人力物力的浪费yb体育官方网站。

              BIM(建筑信息模型)作为起源于20世纪70年代的美国的一种基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的可视化数字建筑模型,近年来在国内建筑工程多个领域实现了应用研究yb体育官方网站yb体育官方网站。北京奥运会、上海世博会等大型建设项目成功地将BIM技术应用于建筑工程的荷载分析yb体育官方网站、图纸审核yb体育官方网站、施工管理yb体育官方网站、设备维护等领域yb体育官方网站,为BIM技术在我国推广提供了条件yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站。近年来,BIM技术在桥梁钢结构领域也逐渐推广开来yb体育官方网站yb体育官方网站。

              以石济黄河特大桥为例yb体育官方网站,该桥是我国首次采用刚性悬索加劲连续钢桁梁结构形式的钢结构桥梁,全桥架设杆件数量多、制造要求精度高yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站,在进度yb体育官方网站、成本yb体育官方网站yb体育官方网站、安全及质量综合管理等方面均存在困难yb体育官方网站。

              在经过多方论证和精确计算下yb体育官方网站,该桥采用BIM技术辅助工程施工,有效解决了项目设计yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站、制造和施工应用系统之间的“信息断层”和“信息孤岛”问题,实现工程信息共享与集成管理,可以极大地避免重复劳动,提高效率yb体育官方网站。

              一是采用BIM三维实体建模出图进行深化设计yb体育官方网站yb体育官方网站,通过搭建实体模型yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站、工艺性优化yb体育官方网站、模型校核审查、深化设计出图四个阶段对全桥模型进行搭建,实现所见即所得的目标。

              二是利用BIM对钢桁架构件进行数字化加工yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站,通过智能化切割下料、复杂节点的虚拟制造等环节yb体育官方网站,实现了从模型到机床切割的数字化yb体育官方网站,为杆件的制造制定提供了可靠的依据,提高了工艺制定的效率,保证了杆件的制造质量yb体育官方网站。

              三是以全桥三维建模为基础,通过钢桁架杆件整体拼装及试拼装的自动校核yb体育官方网站,可以发现碰撞、相离等问题yb体育官方网站,从根本上保证了复杂钢桥构件连接关系的正确性,实现了桥位吊装成桥线形yb体育官方网站。

              四是引入时间维度实现4D管理,可以进行虚拟施工yb体育官方网站yb体育官方网站,并随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比yb体育官方网站,项目各参与方对工程的各种问题和情况了如指掌。通过BIM技术结合施工方案yb体育官方网站、施工模拟和现场视频监测yb体育官方网站yb体育官方网站,有效减少了全桥施工过程中的质量、安全问题yb体育官方网站。

              石济黄河特大桥BIM系统的应用以制造精细、信息完整yb体育官方网站、数据详实的信息模型为基础yb体育官方网站,覆盖了深化设计yb体育官方网站yb体育官方网站、自动排版套料、数字化加工的制造全过程,以贯穿钢桥场地规划yb体育官方网站、钢桥架设和安全监控的4D-BIM管理系统为平台yb体育官方网站yb体育官方网站,为钢桥制造、架设管理提供分析优化yb体育官方网站,为决策提供“大数据”支持,达到了管理升级yb体育官方网站yb体育官方网站、降本增效的目的。

              随着大型复杂钢结构桥梁项目的兴起以及BIM应用软件的不断完善yb体育官方网站yb体育官方网站,越来越多的项目参与方在关注和应用BIM 技术yb体育官方网站。目前港珠澳大桥yb体育官方网站、沪通长江大桥、虎门二桥、乐清湾大桥等钢结构桥梁在项目设计施工管理阶段均尝试采用BIM 技术,成功实现了各专业的协同设计、设备材料统计和施工模拟yb体育官方网站yb体育官方网站、碰撞检查等功能yb体育官方网站。

              当前yb体育官方网站,BIM技术应用在桥梁钢结构建设中主要体现三个方面的优势:一是深化设计和优化设计方案yb体育官方网站。根据设计图纸使用 BIM 技术yb体育官方网站,为三维建模调用“构件库”和“节点库”yb体育官方网站yb体育官方网站,输入构件和节点的参数yb体育官方网站,有利于构件节点的深度设计yb体育官方网站yb体育官方网站,也有利于钢结构工程管理信息的可视化yb体育官方网站,最终达到节约成本的目的yb体育官方网站yb体育官方网站。

              二是实现桥梁的数字化制造应用。BIM技术的引入,使钢结构加工制造流程变得简单,BIM模型输出的各类信息除了能快速生成加工清单yb体育官方网站、形成工艺设备路径外yb体育官方网站,在数控切割yb体育官方网站yb体育官方网站、复杂构件加工等工序中的作用也尤为显著,弥补了二维CAD指导加工的不足问题yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站,完成了种类繁多yb体育官方网站、数量庞大的零部件加工任务yb体育官方网站yb体育官方网站,记录了大量构件信息yb体育官方网站、材料信息。

              三是确保动态可视化的集成施工yb体育官方网站yb体育官方网站。BIM技术在施工现场应用主要是施工信息与BIM模型动态关联yb体育官方网站yb体育官方网站、集成,结合利用4D-CAD技术yb体育官方网站,支持动态可视化的模型及施工方案表达yb体育官方网站,并随施工过程更新及辅助项目施工管理yb体育官方网站,实现对工程进度yb体育官方网站、质量yb体育官方网站、安全及资源的综合管控yb体育官方网站。

              目前yb体育官方网站,国内的BIM技术仍处在应用探索阶段yb体育官方网站,BIM理论需要结合现场实际yb体育官方网站yb体育官方网站、了解现场的实际需求yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站,并在应用中解决实际问题yb体育官方网站,才能真正发挥BIM技术的价值。

              BIM技术在桥梁钢结构工程上的成功实践进一步拓展了BIM的应用范围yb体育官方网站yb体育官方网站yb体育官方网站,是BIM从单纯技术应用向与项目管理集成应用转化的重大里程碑yb体育官方网站yb体育官方网站。这种通过计算机方式建立模型与仿真的方式yb体育官方网站yb体育官方网站,对降低钢结构桥梁的深化设计费用、缩短工期yb体育官方网站yb体育官方网站、准确预算工程量等方面有实质性的效果yb体育官方网站,而且在推动钢结构桥梁设计制造施工一体化建设方面有着巨大的潜在效益。

          来源:中国建筑业协会

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