以石济黄河特大桥为例,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,在进度、成本、安全及质量综合管理等方面均存在困难。
在经过多方论证和精确计算下,该桥采用BIM技术辅助工程施工,有效解决了项目设计、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。
一是采用BIM三维实体建模出图进行深化设计,通过搭建实体模型、工艺性优化、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,通过智能化切割下料、复杂节点的虚拟制造等环节,实现了从模型到机床切割的数字化,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。
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,可以发现碰撞、相离等问题,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。
四是引入时间维度实现4D管理,可以进行虚拟施工,并随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比,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、施工模拟和现场视频监测,有效减少了全桥施工过程中的质量、安全问题。
石济黄河特大桥BIM系统的应用以制造精细、信息完整、数据详实的信息模型为基础,覆盖了深化设计、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、钢桥架设和安全监控的4D-BIM管理系统为平台,为钢桥制造、架设管理提供分析优化,为决策提供“大数据”支持,达到了管理升级、降本增效的目的。
目前,国内的BIM技术仍处在应用探索阶段,BIM理论需要结合现场实际、了解现场的实际需求,并在应用中解决实际问题,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,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。这种通过计算机方式建立模型与仿真的方式,对降低钢结构桥梁的深化设计费用、缩短工期、准确预算工程量等方面有实质性的效果,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。
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