怀化市鹤城区-怀芷快速干道高堰西路段太平溪桥项目BIM应用

怀芷快速干道高堰西路段太平溪桥项目

项目地点：怀化市鹤城区。

项目总投资：8343.42万元。

桥梁长度：292m

建设规模：

桥梁设计汽车荷载为城市-A级是一条城市主干道。

建设内容：本合同段由两部分组成，一段为路基段K1+292～K1+492；

一部分为太平溪大桥K1+492～K1+784；

本次应用只围绕桥梁段开展。

BIM应用平台

模型创建：Revit、3dmax、广联达。

模型应用：Navisworks

广联达BIM5D

项目概况

项目特点

本项目3#、4#、5#墩均为水上施工作业，且水深较深，最深处有10余米左右，采用围堰难度大，周边为低洼地，遍布小型木材厂、塑料厂，人口密集。

本项目地质情况复杂，属于典型的喀斯特地貌，地下溶洞较多，部分呈串状，且部分桩基处于河滩三角沉积区，沉积砂卵石层厚，地下水位高。在桩基施工过程中极易发生漏浆、塌孔、护筒倾斜、地面裂缝等事故，直接影响施工进度。

箱梁的架设是本项目的施工重点，为了保证箱梁架设能够保质保量的在预定工期内完成，同时确保架设过程中不发生安全事故， BIM工作站对箱梁架设过程进行了可视化交底，使施工人员了解箱梁架设的基本过程，避免违章操作。

【施工技术】BIM技术应用

场地布置、完善项目族库

工作站人员运用软件进行三维场地布置，根据现场实际场地大小和地形，结合场地临时性或永久性变动等特点，通过科学的三维立体规划，直观地向项目部管理人员反映施工现场场布情况。

场地漫游

图1-1 项目族库

建立、收集本项目所需的各类型族，并归档，可以减少类似项目的工作量，缩短建模时间，提高工作效率。

钢便桥可视化模拟

由于太平溪大桥3号、4号、5号及6号半幅桩基位于河流常水位以下，且河底淤泥较深，施工大型机械无法进场。根据实际情况设置太平溪大桥道路前进方向右侧设置一座钢便桥，提供施工机械和施工人员通行；钢便桥设计长度99m，共设置21跨，采用3m板凳桩+6m跨径相结合，为单车道贝雷便桥，桥面净宽4.5m。桥墩及桩基采用φ630壁厚10mm钢管桩，内填C30混凝土。桥台为桩柱式，桩基采用钢管桩。

图2-1 钢便桥现场图

钢便桥沉桩顺序：

运桩——放桩位——吊机就位——安装导向架——吊桩——插桩——安放振动锤——沉桩——（接桩）——设计标高——切割至设计值——焊接工字钢托架——安装贝雷片纵梁及其他结构——下一循环。

项目部严格执行岗位责任制，质检员对各个工序、各工种实行检查监督管理，行使质量否决权，BIM工作站对钢便桥施工工序进行可视化模拟，方便质检员对各工序设置管理点，每道工序严格把关，保证施工质量，使每个施工人员操作有标准，工作有目标。

系梁钢套箱出图

桥梁斜跨太平溪，河流两岸地形起伏较大，3#、4#、5#为水上桩系梁，且水深较深，最深处有10余米左右，采用围堰难度大，周边为低洼地，遍布小型木材厂、塑料厂，人口密集；项目部采用钢套箱的方式进行系梁施工。

图3-1 系梁钢套箱模型图

系梁钢套箱施工思路为：以既有钢平台作为施工平台的基础，利用钻孔桩平台周边桩作为临时支桩，组拼钢套箱；利用钢护筒作为悬持支撑体系，下放钢套箱。采用箱内支撑作为钢套箱内撑，确保钢套箱内抽水工况时的稳定性。在套箱内钢筋绑扎和模板安装。系梁混凝土应当一次浇筑成型。

图3-2 系梁钢套箱CAD图

BIM工作站首先依据要求建立了revit模型，以模型为基础导出《钢套箱设计图》中的立面和剖面图，用以指导项目施工。

溶洞处理方案模拟

本项目地质情况复杂，属于典型的喀斯特地貌，地下溶洞较多，部分呈串状，且部分桩基处于河滩三角沉积区，沉积砂卵石层厚，地下水位高。在桩基施工过程中极易发生漏浆、塌孔、护筒倾斜、地面裂缝等事故。

图4-1 桩基施工现场图

基于以上情况，项目部组织了专家论证：现本项目主要存在以下五种溶洞：岩溶裂隙、小型溶洞、中型溶洞、大型溶洞、特大型溶洞；主要采取以下四种方法进行溶洞处理：常规回填粘土+片石+水泥冲孔固壁法、片石混凝土固壁法、钢护筒跟进法。BIM工作站对以上几种方法进行了可视化交底。

通过对溶洞处理方案的可视化交底，使作业人员了解溶洞处理的原理，加强其质量意识，使每一个职工都树立良好的质量意识。

盖梁支架出图

本项目共有12座盖梁，桥墩1～6墩之间，分左右幅。盖梁设计采用C40钢筋砼，盖梁设置为斜交盖梁。盖梁长20.91m，宽2.1m，高1.8m，横坡1.698%～2.065%，盖梁砼约78.3m³

图5-1 盖梁模型图

项目部依据实际需求编制了盖梁施工专项方案，盖梁施工工序为：盖梁材料准备——销孔预埋、穿剪力销——贝雷梁架设——纵梁、三角架安装——盖梁底模安装——钢筋安装安装——盖梁端模、侧模安装——砼浇注、振捣——养生——盖梁模板拆除、盖梁托架拆除、管架拆除。BIM工作站依据方案要求及现场实际情况建立了盖梁支架模型，还原盖梁施工现场情况。

图5-2 盖梁支架模型图

同时，利用revit模型导出盖梁支架的平面图及详图，用以指导项目施工。

图5-3 盖梁支架CAD图

箱梁架设方案模拟

本项目采用HDJ200/50II(A)型双导梁架桥机进行箱梁架设，架桥机采用杆件拼装，总长度60m，双导梁桁架高度2.7m，双导梁横向中心间距5m，净距3.324m。架桥机可自行纵向及横向移动，纵移速度2.8m/min，横移速度1.36m/min。架桥机最大架设构件重量200t，最大架设构件长度50m。

图6-1 架桥机模型图

箱梁的架设是本项目的施工难点，为了保证箱梁架设能够保质保量的在预定工期内完成，同时确保架设过程中不发生安全事故，BIM工作站对箱梁架设过程进行了可视化交底，使施工人员了解箱梁架设的基本过程，避免违章操作。

BIM应用价值

项目BIM工作站对溶洞处理方案进行了可视化模拟，使操作人员了解溶洞处理的原理，提高了其质量意识，避免了人为原因造成的塌孔、漏浆、护筒倾斜、地面裂缝等事故；同时运用BIM技术对施工场地进行合理规划，避免材料二次搬运，并且导出临建设施的工程量清单，用以指导项目临建设施、材料的采购；对盖梁支架、系梁钢套箱出具了平面图、剖面图及详图，引导项目进行规范化施工；助力项目质量安全目标的实现。