BIM在橋梁工程中的應(yīng)用

BIM在橋梁工程中的應(yīng)用嘉魚長江大橋位于湖北省洪湖市和嘉魚縣之間，橋梁全長4960m，按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，橋面寬度為33.5m，主跨920m，主梁采用閉口箱型截面，橋塔采用倒Y鉆石型橋塔，是目前世界最大跨徑非對稱混合梁斜拉橋，如圖所示。項(xiàng)目概況1.特大橋BIM設(shè)計(jì)模型量工作量巨大，達(dá)到施工精度的構(gòu)件數(shù)量達(dá)到上萬個。2.橋梁工程專業(yè)性強(qiáng)，BIM翻模方式不僅會讓專業(yè)設(shè)計(jì)師重復(fù)勞動還難以實(shí)時(shí)有效的解決工程問題3.帶狀工程與塊狀工程設(shè)計(jì)思路相去甚遠(yuǎn)，難以借鑒建筑領(lǐng)域成熟的BIM經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目BIM技術(shù)難點(diǎn)BIM設(shè)計(jì)流程與標(biāo)準(zhǔn)制定在項(xiàng)目實(shí)施前，首先制定了相關(guān)BIM設(shè)計(jì)流程及各階段模型控制標(biāo)準(zhǔn)，如圖所示，如項(xiàng)目實(shí)施指引、項(xiàng)目族庫命名標(biāo)準(zhǔn)、成果交付標(biāo)準(zhǔn)、模型拆分標(biāo)準(zhǔn)、模型深度標(biāo)準(zhǔn)、模型材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等，確保了項(xiàng)目實(shí)施的規(guī)范性。BIM正向設(shè)計(jì)流程BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容方案設(shè)計(jì)航跡線分析：在正向設(shè)計(jì)方案選取時(shí)，通航部門對在航線方面的嚴(yán)苛要求，項(xiàng)目方案確定難度大，我們將通航控制因素、航道深泓線、輸入至Infraworks360中進(jìn)行分析對比，綜合分析洪水期、中水期、枯水期的航跡線變化情況如圖所示，確定主跨應(yīng)完全覆蓋航跡線寬范圍，應(yīng)該在650以上。航跡線分析BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容方案設(shè)計(jì)方案模擬分析：方案確定后，將橋面方案模型輸出至Midas軟件中，進(jìn)行應(yīng)力分析初步驗(yàn)證，研究方案在結(jié)構(gòu)上的可行性，如圖所示。結(jié)構(gòu)模型應(yīng)力分析BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容施工圖設(shè)計(jì)梁段類型的區(qū)分：線路里程分段，匹配線路措施表，將線路嫌隙輸出Excel中，進(jìn)行線路措施表的編制，不同梁段類型按照線路里程進(jìn)行區(qū)分，如圖所示，為以后基于模塊的施工圖設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。梁段按線路里程區(qū)分圖BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容施工圖設(shè)計(jì)基于BIM通用工程模塊的施工圖設(shè)計(jì)：將橋塔、梁段、橋墩等BIM通用工程模塊，按照線路措施表裝配為項(xiàng)目整體BIM模型，如圖所示。BIM通用工程模塊由各級子裝配及零件組成，包含所有的施工圖、工程統(tǒng)計(jì)表。當(dāng)通用工程模塊裝配至項(xiàng)目模型中，施工圖工程統(tǒng)計(jì)表完全自動生成?；炷凉?jié)段梁裝配BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容施工圖設(shè)計(jì)橋梁節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分析：將箱梁、斜拉索等節(jié)點(diǎn)模型導(dǎo)入至NastranIn-CAD插件進(jìn)行有限元分析，輸出計(jì)算書，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖所示。橋梁節(jié)點(diǎn)有限元分析圖BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容施工圖設(shè)計(jì)干涉檢查與設(shè)計(jì)優(yōu)化：鋼筋網(wǎng)與預(yù)應(yīng)力鋼束的碰撞，一直是橋梁工程最大的難題之一，往往造成大量的拆改返工，本項(xiàng)目通過項(xiàng)目施工深度的BIM模型搭建，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)碰撞位置并優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖所示。共解決索塔內(nèi)部預(yù)應(yīng)力鋼筋與勁性骨架及節(jié)段梁體外預(yù)應(yīng)力與橫隔板鋼筋等重難點(diǎn)碰撞干涉問題上千處。模型優(yōu)化前后對比BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容橋梁主體結(jié)構(gòu)施工圖正向設(shè)計(jì)原理參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)樹管理模型結(jié)構(gòu)樹管理BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容

基于此正向設(shè)計(jì)流程，構(gòu)件庫的積累，庫的管理也是集成一體的標(biāo)準(zhǔn)流程。從材料庫到零件庫、到部件庫、到標(biāo)準(zhǔn)模塊庫進(jìn)行對層級管理，標(biāo)準(zhǔn)模塊可以靈活、迅速精確的進(jìn)行規(guī)格型號變化，可應(yīng)對各種不同需求的工程項(xiàng)目。橋梁工程行業(yè)BIM設(shè)計(jì)仍處于起步階段，BIM技術(shù)在嘉魚橋項(xiàng)目上的成功應(yīng)用，充