BIM技术在摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥中的应用

BIM技术在摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥中的应用




布里格里格河谷斜拉桥位于摩洛哥王国境内拉巴特绕城高速路上，主桥为183m+376m+183m叠合梁斜拉桥。由中铁大桥院和法国EGIS公司联合设计，设计完全遵循法国的规范标准和施工习惯。在设计过程中，采用BIM技术建立了全桥的三维数字模型，解决了复杂造型结构设计、钢筋图设计和钢结构设计过程中遇到的难题，满足了摩洛哥业主的精细化施工的要求。迈出了中铁大桥院学习、实践BIM技术的第一步，为BIM技术在桥梁工程中的应用进行了有益的探索。


　 　1 工程概况及BIM使用背景

　　布里格里格河谷斜拉桥位于摩洛哥境内拉巴特绕城高速公路上，位于首都拉巴特市区以东30km，主桥为183m+376m+183m叠合梁斜拉桥（见图1）。大桥跨越布里格里格河谷，桥位上游1km处为大坝库区。项目业主为摩洛哥国营高速公路公司（ADM），于2010年初进行国际公开招标，来自中国的中海外-大桥局联合体中标，承担该项目的施工及详细设计；大桥院（中国，武汉）-艾吉斯（EGIS，法国）设计联合体作为总承包商的设计分包，承担施工图设计工作。



　　摩洛哥在历史上和法国有着千丝万缕的联系。在桥梁工程方面，摩洛哥完全遵循法国的工程习惯，从设计、审核到施工、监理均按照法国的规范和标准执行。项目业主对于结构的美观造型以及施工的精细化要求远高于我国业主，这提高了设计的精细化要求。在设计过程中，如果仍采用传统的二维设计将很难满足施工方和业主需求，而BIM技术的应用解决了传统二维设计遇到的难题，大桥院和EGIS的设计成果很好地满足了施工方和业主的需求，保证了工程的顺利进行。

　 　2 BIM技术在结构设计中的应用

　　2.1 桥塔造型设计

　　此项目的初步设计方案由法国建筑师为主导而确定，建筑师为使桥塔在山谷中产生挺拔、雄伟的建筑效果，采用空间双曲面的混凝土桥塔，在立面上呈梭形。塔柱在顺桥向和横桥向均分离，分为4肢，各肢柱在下塔柱通过混凝土裙板连在一起，塔柱中部设计预应力混凝土横梁，使塔柱与桥面板在该部位固结（见图2）。桥塔截面从塔底到塔顶一直都在不停地变化（见图3）。



　　图3 桥塔截面

　　由于此桥的桥塔为4肢空间曲线模型，如果采用传统的二维设计，不易将结构表达清楚，也很容易出现尺寸错误。因此，中铁大桥院和EGIS公司合作，决定采用BIM技术设计桥塔。BIM软件选用Autodesk公司的Inventor Professional软件， EGIS公司已经应用此软件超过一年，有一定的使用经验，而且和AutoCAD软件的互交性有着先天优势；硬件方面，BIM软件对于电脑的显卡和内存要求较高，中铁大桥院为摩洛哥项目组配置了专业图形工作站以保证工作顺利开展。

　　在项目初期，EGIS公司和中铁大桥院均投入大量人力建立全桥和桥址处地形地貌的三维模型，而且此三维模型并非仅仅为了二维出图，而是直接应用于混凝土浇筑模板设计。摒弃传统的“头脑中的三维”→“二维图纸”→“施工的三维”设计思路，实现了“头脑中的三维” →“数字三维模型”→“施工的三维”的直接转化。制作混凝土模板的公司（奥地利Doka公司）直接根据桥塔的三维模型制作模板，保证了模板制作精度及桥塔线性美观。

　　2.2 BIM模型二维出图

　　虽然在混凝土模板制作过程中实现了“数字三维”→“施工三维”的直接转化，但在设计过程中，仍有“二维图纸”存在，其作用只是用于图纸的审核和校对，并不对施工和设计产生直接影响。并且大部分二维结构图直接由Inventor软件中的工程图模块绘制，使二维结构图和三维模型实现关联。在设计过程中，只需对设计表中的参数进行修改，二维工程图也可随之自动修改。而且在二维工程图中增加阴影的渲染以及二维图的可读性和识别性（见图4）。