BIM技術(shù)在連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂施工模擬中的應(yīng)用

段永勝 張進 楊維 程果

（1.重慶高速工程顧問有限公司，重慶 401121；2.重慶金交勁通科技股份有限公司，重慶 401336）

任河特大橋位于城口縣葛城鎮(zhèn)廟埡村，距城口縣城約4km，主橋跨越任河，引橋為城口互通立交主線橋，跨越多個匝道。設(shè)計為分離式雙幅橋，左幅橋梁起點歷程樁號為ZK38+193，終點歷程樁號為ZK39+457，全程1264m；右幅橋梁起點歷程樁號為K38+177，終點歷程樁號為k39+439，全長1262m。主橋設(shè)計為95m+180m+95m的連續(xù)剛構(gòu)橋，墩頂0號梁段高度為11.5m，箱梁跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高為4m，梁高和底板厚度從中跨合龍段吊懸臂根部按1.6次拋物線變化。主墩為9m×9m空隙薄壁墩，左幅22號墩橋墩高93m，23號墩墩高為122m；右幅22號墩墩高93m，23號墩墩高121m。任河特大橋主橋右幅橋型布置如圖1所示。

圖1. 任何特大橋右幅主橋橋型布置圖

一、BIM技術(shù)應(yīng)用到掛籃懸臂澆筑施工優(yōu)勢

（一）施工過程

在連續(xù)剛構(gòu)施工、掛籃、0#塊托架安裝前，通過BIM模型的創(chuàng)建及施工模擬就能了解整個施工的詳細過程和結(jié)果，可避免不必要的返工帶來的人力物力消耗，為連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃懸臂澆筑施工提供經(jīng)驗和最優(yōu)可的主梁施工方案。

（二）施工工藝模擬

1.為關(guān)鍵施工步驟模擬提供可視化的解決方法，例如掛籃的移動；

2.解決施工中的錯漏碰缺問題，例如掛籃內(nèi)外滑梁設(shè)計長度是否與0#塊加寬部分碰撞；

3.通過BIM技術(shù)支座施工模擬仿真動畫，可清晰地展示施工步驟，減少誤讀而導(dǎo)致的表面質(zhì)量、安全問題以及減少返工和整改。

二、 施工仿真動畫BIM模型創(chuàng)建

（一）BIM模型創(chuàng)建平臺

采用達索公司的3DEXPERIENCE軟件對任河特大橋主橋、掛籃、托架、鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及其他施工設(shè)備進行BIM模型創(chuàng)建。3DEXPERIENCE軟件中的參數(shù)化建模、工程模板、裝配設(shè)計等功能可大幅度提升BIM模型創(chuàng)建效率。

（二）BIM模型與實景地形相融合

采用勘測單位的1：2000地形等高線進行地形制作，通過ArcGIS對等高線數(shù)據(jù)進行處理，再將等高線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成DEM數(shù)據(jù)。

北京54、西安80是我國常用的投影坐標系，將這兩個坐標系轉(zhuǎn)換至其他坐標系時，需要進行基于GEOCENTRIC_TRANSLATION和COORDINATE_方法的七參數(shù)轉(zhuǎn)換。將DEM數(shù)據(jù)及高清谷歌衛(wèi)星地圖導(dǎo)入至超圖，進行參數(shù)轉(zhuǎn)換及渲染后得到實景地形模型。任河特大橋BIM模型與實景地形相融合后，如圖2所示。

圖2.任河特大橋模型與實景地形融合

三、基于BIM的施工仿真動畫制作步驟

（一）0#塊施工

0#塊采用在主墩上搭建托架的方式進行現(xiàn)場澆筑施工。具體施工關(guān)鍵工藝工序如圖3所示。

圖3.0#塊施工動畫模擬過程

（二）掛籃安裝

掛籃安裝主要流程為：軌道梁安裝——掛籃桁架安裝并進行后錨——前后上下橫梁安裝錨固、底籃縱向分配梁安裝——側(cè)模及外滑梁安裝——底籃安全防護平臺及內(nèi)模滑梁安裝——對稱安裝另一側(cè)掛籃——梁掛籃間進行螺栓錨固。

（三）1#塊施工

1#塊施工流程包括：掛籃內(nèi)膜、普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝——節(jié)段混凝土一次性澆筑——養(yǎng)護至設(shè)計齡期張拉1#塊預(yù)應(yīng)力混凝土的齡期。

（四）掛籃移動

掛籃移動主要流程為：軌道梁接長并錨固——安裝掛籃移動頂推裝置——解除錨固裝置——折疊內(nèi)側(cè)模并脫模——頂推移動掛籃。

掛籃移動到位后，按照1#塊施工步驟進行2#塊施工并進行預(yù)應(yīng)力張拉，然后移動掛籃進行3#塊施工，按照上述施工步驟施工至最大懸臂狀態(tài)。

四、結(jié)語

通過引入BIM技術(shù)對任河特大橋主橋懸臂澆筑施工進行施工仿真模擬，形象、生動、具體地展示了連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃懸臂澆筑施工的工藝工序。利用基于BIM技術(shù)的連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑施工仿真模擬進行施工前技術(shù)交底，使施工人員更加形象具體地了解施工過程中的各項工藝及工序，提升施工效率。