[BIM应用]桂林市临桂新区水系——太平河整治渡槽及人行桥改建工程

项目情况项目地点：桂林市临桂新区

项目总投资：700万元

本工程是桂林市临桂新区水系项目施工内容之一，为保证水系下游农田用水，要求施工单位在上游灌溉渠道灌溉放水前完成，施工期仅有3个月（含春节），工期极为紧张。

渡槽原设计方案经业主审核后淘汰，上游渠道断水后设计单位还未提供新解决方案，为尽快进场施工，由项目部与设计单位联合进行新方案设计。

渡槽规模小，但施工内容繁琐，包含5个独立圆柱槽墩及2个梯形边墩，渡槽顶面进行铺装兼做人行桥桥面，结构较为复杂。

渡槽墩帽及槽身钢筋布置多，并全部采用人工绑扎，钢筋制安难度极大，钢筋安装顺序难以书面交底。

BIM技术应用：

1.新旧设计对比  

原设计方案采用渡槽人行桥分离形式设计，渡槽跨度9.6m×5=48m，渡槽位于河道转弯处，槽墩较长，不利于行洪。同时，由于后续河道岸线变更，渡槽设计总跨度无法满足河道宽度要求，如果单纯采用增加跨数，不仅外观结构不协调，达不到业主效果要求，并且通过三维模拟，两侧桥台将直接位于亲水步道上方，隔断亲水平台并且严重影响河道二级断面过水。

图1.1原设计渡槽结构模型

由于渡槽位置临近湘桂铁路，出于外观设计需要，业主要求设计单位提供形式新颖的渡槽设计。考虑到重新设计耗时较长，项目部与设计单位以原设计方案为基础，经过综合考虑，初步确定将渡槽及人行桥相结合，采用“下通水，上过人”的形式设计新渡槽，渡槽槽墩采用圆柱形独立墩。方案拟定完成后采用Revit软件分别建立新老渡槽模型进行比选。经过三维模型比对，新渡槽结构设计紧凑，外形较原设计有较大提高，外观及功能均满足要求。并且，渡槽圆柱形独立墩不仅美观并且水流条件好，设计完成的模型一经业主查看，即得到业主方认可，大大提高了设计方案审核通过效率。

图1.2新设计渡槽结构模型

2.三维设计优化 

考虑到渡槽改建后需要与本段河道新修筑堤防以及老渠道进行连接，连接部位结合面较多，二维图纸上难以表示，不利于施工技术人员理解掌握，可能造成后续技术交底困难，给工程施工留下质量隐患。

项目部带领设计单位人员引入Civil3d及Revit软件分别建立各建筑物三维模型，采用3dmax软件实现模型结合，对结构交叉处进行细部处理，三维展现结合处结构，确保建筑物连接处协调。施工技术人员用施工图纸对照三维模型更易于理解掌握施工内容。

图2.1渡槽与堤防连接处处理

通过模型展示后发现渡槽进出口渐变段位于新修筑堤防上方，交汇部位可能因堤防不均匀沉降影响渡槽结构，导致渡槽开裂漏水。设计时及时确定采用在渡槽相应位置设置搭板承载渠道的方法进行解决。针对渡槽改建后位置上的调整，进出口出与原有老渠道无法平顺连接，设计时在三维模型中采用渐变、圆弧连接等手段进行处理，并由BIM技术人员及时反馈至设计单位进行相关调整，避免了施工现场变更渠道走向造成的工期及成本损失。

图2.2渡槽进口段与老渠道渐变处理

图2.3渡槽出口段与老渠道圆弧处理

3.施工“一模到底”

由于新渡槽由项目部及设计单位联合进行设计，项目部BIM技术人员的参与设计使BIM技术在设计阶段即投入使用，使用过程中，设计单位也充分了解到BIM技术的实用性，积极支持和鼓励本工程推进BIM技术应用。因此，项目部技术人员得以在渡槽设计阶段就开始考虑模型在工程具体施工时的运用。借助Revit软件直接计算工程量的特点，设计完成后就获得了较为准确的工程量，为后续施工材料采购、人员及设备科学配置提供了极为有利的条件。

施工过程中继续采用设计阶段建立的BIM模型进行施工技术交底，直观高效。同时，利用钢筋模型对钢筋安装复杂的槽墩、槽身部位进行施工模拟，现场技术人员及施工班组均能够快速掌握施工要点，较为复杂的帽梁钢筋及槽身钢筋安装对照三维模型一讲就懂，施工中能够及时查案对应，施工进度得到有效提升，施工质量也得到了保证。

图3.1槽墩帽梁钢筋模型

图3.2盖梁施工过程模拟

4.竣工资料整理  

水利工程工程量计算往往采用office软件人工计算工程量，对于渡槽这种异型结构较多，钢筋图纸复杂的建筑物，人工计算纰漏较多，计算结果的校核需要花费大量的人工及时间。应用BIM技术后，通过软件自身提供的工程量计算结果与人工计算结果进行比对，大大提高了工程量计算的效率。

图4.1采用Revit软件进行工程量提取

同时，前期建立施工模型时均对每个结构单独建立，也为后续验收资料整理创造了有利条件。资料编制时，将模型结构代码与安全质量资料在台账中一一对应，逐个校核，避免了竣工资料编制中缺项漏项。

图4.2模型结构代码与质检资料对应整理

BIM应用价值：  

1、通过设计阶段BIM应用，采用三维模型比对手段进行设计审核，大大提高了设计效率，为后续极为紧张的施工工期抢出关键时间。

2、通过BIM设计优化，新渡槽不仅结构紧凑，外形美观，同时施工造价节省21.3万元，充分体现了BIM技术的优势。

3、通过不同建筑物三维模拟，大大降低了不同建筑物连接部位出现工程变更的概率，本工程施工期间仅在渡槽出口连接老渠道部位出现1处变更，提高了工程设计施工效率。

4、太平河整治渡槽及人行桥改建工程2017年11月10日开始进行优化设计工作，12月10日正式开工建设，2018年3月8日完成施工并通水，全部工期包含春节休假，施工不到3个月，BIM技术的使用为工程施工保驾护航，充分体现了新技术的优越性。