【说桥梁】西安灞河大桥建设中的BIM应用
文章来源：三好股份
发布时间：2018-03-08 09:22
2016年6月30日，由华山路桥集团建设施工的、横跨灞河东西岸的又一座大桥将建成通车，届时，全长263.423米、宽12.5米的灞河大桥将连起蓝田县东、西城区，也为灞河增添了新的景观。
灞河大桥位于蓝田县西区宏观规划经济新区，地处灞河沿岸，具有良好的生态景观。该项目属于城市支路，设计起点位于灞河东岸，终点位于灞河西岸，全长263.423米，宽度12.5米。
从结构上看，该工程主要为上跨灞河桥梁，主桥部分为中承式系杆拱桥（钢箱混凝土），跨径为22+80+22米，三跨连续；主拱截面为二次抛物线；吊杆为PES.ECW7-37拉索，钢丝采用环氧高强度钢丝，桥面为现浇预应力系、桥梁加桥面板组成。引桥部分为截面0.95×0.99米的装配式预应力空心板梁，跨径为20+14x2米，三跨简支。桥梁基础为均匀摩擦桩，分为排桩和群桩两部分，下部构造为双柱式墩身及盖梁，桥台采用桩柱式桥台。
BIM虚拟施工：洪水汛期施工难题得以顺利解决
灞河大桥的建造过程中遇到了很多困难，比如：
1.因洪水、支架稳定性，后续的张拉工序等不稳定因素，现浇支架的搭设困难；该工程所处灞河段补水主要受秦岭山脉和陕南地区雨水影响，5月至10月份为河水水位最高时段，同时也是洪水频发的高危时段，根据近10年水文资料显示最高洪水水位超过4米，已接近河堤顶面。
2.工程体量小，容易造成工序衔接不到，出现窝工，材料周转消耗过大的问题；
3.钢结构安装中，定位和安装过程控制的难度较大；
4.汛期内施工受洪水影响造成的安全生产控制难度较大。
因为桥梁除了交通运输，还应起到防备洪涝灾害的作用。在灞河大桥的施工过程中，洪水问题都一一得以解决。在所有技术中最为重要的一点：本次大桥修建革新性的采取了BIM虚拟施工。在大桥施工前，已经将大桥模型创建出来，使得每个人都可以直观的看到大桥内部的情况以及施工完成后的各种概况。而且在模型中可以反映各种各样的问题，包括施工图中可能存在的错误。
一．通过BIM模型虚拟施工，提前解决了大量平面图无法预知的结构碰撞问题在钢拱肋合拢上，由于洪水的影响和工序的限制，钢拱肋合拢安排在11月底进行，运用了BIM虚拟施工技术，提前在加工场内进行预合拢拼装，并对一些小型构建进行提前焊接，避免了施工现场拼装及低温焊接，现场合拢焊接时间选定在中午温度最高时段，并对焊接件提前预热以保证焊接质量，同时也运用BIM虚拟施工技术，对钢拱肋合拢进行精准控制。
二. 通过建立BIM精准模型，全方位展示复杂结构，实现对复杂结构的精准算量包括主拱钢结构工程量计算、结构混凝土计算、钢筋计算等等，通过准确算量，不仅减少了大量传统计算时间，而且通过与设计量进行对比，发现了设计量的偏差，并通过设计变更，争取了经济效益。
另外，通过模型对现场施工进行安全技术交底，做到了简单、直观、通俗易懂，使技术人员及现场作业人员，更容易熟悉施工过程中的重难点控制，确保了工程质量。
三. 通过BIM技术与力学模型相结合，有效地进行了结构受力分析，对桥梁支架布置形式更科学、更合理，既保证了工程施工安全，又节约了费用。
BIM技术的优化与发展
BIM是建筑信息模型的简称，早已在国外施行10余年，中国的BIM建设仍在普及中。现在国内涉及BIM领域的软件包括revit等，但BIM学习除了理论，还应包括实训操作。这方面的软件相对匮乏：三好BIM仿真一体化教学实训系统引入BIM技术（建筑信息模型），结合游戏引擎UNITY3D，以平台数据库为支撑，将建设行业中涉及到的施工工艺、项目管理、材料、测量、构造与识图等专业知识通过仿真技术进行呈现，同时具备考试模拟、职业测评等功能并通过交互式的方式进行教学实训工作。
那么BIM在此次灞河大桥的施工中运用最广泛的功能是什么？答案是：建模。
BIM建模：消除施工疏漏，获取最优方案
BIM技术的一大优越性就是其模拟功能，在建造前已经把整个施工模拟出来，获得了对项目完整的理解，迅速找到最优的设计方案，发现并解决设计方案中潜在的不合理预算投入和设计过程中的疏漏，真正施工过程中一切均在计划之中。
BIM建模：有效管理团队，提高合作效率
BIM技术创建了一个每个人都可以非常容易观察、探究和理解的3D模型，从而使团队合作更为有效，与设计师沟通其设计意图更为便捷，更方便与承包、分包团队及他们的供应商、合作伙伴、客户讨论、审核，减少了交流时间，提高所有参与方对项目的理解。
BIM建模：模拟真实施工，提升施工品质
BIM也可以很容易模拟真实施工过程。项目模型成为连接时间、费用和任何数据信息的网络数字信息中心，这给出了一个项目的全貌，保证工程按计划顺利实施和按时交付。借助BIM卓越的发现与搜索工具，实行高效快速的设计交流审查，确保了项目实施速度，并进一步改善了设计方案的品质。
尽管理论上BIM的功能齐备，但此次华山路桥集团首次使用BIM建设桥梁工程，将BIM的应用做了相应优化：
一是在后续项目中，对整体项目（从工程招标对甲方的施工工序动画模拟演示，到施工完成时工程量的结算）进行贯穿整个项目的BIM技术应用，使得BIM技术为工程创造出更大的效益。
二是在工程投标阶段就实现BIM技术与相对工程的同步运行。
三是在施工现场实现与BIM技术更加密切的结合。大到构建材料算量、结构碰撞等常规应用，小到临时性小构件的设计等。
中国的BIM技术真正应用起来，与国外先进技术仍有差距。特别是建模、算量等各方面与造价算量相关的工程前期工作都存在滞后性，而在模型中反映细部的问题，在施工过程中比较难实现，所以此次灞河大桥的案例对于以后BIM在桥梁等方面的技术普及有重要的意义：
第一，BIM技术在施工企业的落地，首先应设立试点项目，且应该有现场专业的技术人员牵头实施；
第二，企业BIM中心的工作要点不应该是建模这么简单，应该首先要搭建稳定的企业BIM管理组织构架，让基层的BIM应用常态化，培养BIM技术人才深入研究BIM，同时建立完善企业的BIM族库；
第三，企业的根本目标就是盈利，BIM技术的应用能够为企业降本增效，提高企业的核心竞争力，未来的建设领域，科技创新才是核心竞争力，因此BIM技术大有可为。
