BIM技术在跨海大桥设计与施工中的应用研究

智慧工地和智慧建造是未来建筑业发展的必然趋势，为解决跨海大桥设计、施工、协同管理的数字化建设难题，以澳氹第四条跨海大桥设计连建造工程为研究对象，在设计阶段利用BIM技术的数字化承载和可视化表达能力，解决了钢桁梁桥桁架结构、桥墩和主桥大节段钢结构设计深化问题，基于BIM技术实现设计计算交互与参数化设计、下部结构视觉化表达和配筋设计、三维碰撞检测设计；在施工阶段融合无人机倾斜摄影、全景监控技术实现基于GIS+BIM的基础信息化平台，融合PM管理实现GIS+PM的可视化、移动化项目管理，融合IOT技术形成BIM+IOT的“物联网”施工管理平台，打造BIM+智慧工地。结果表明，通过本次BIM技术在澳氹四桥施工阶段的应用，在桥梁施工、桥梁设计BIM新技术应用以及BIM+协助项目管理方面做出有益探索，节约成本约1 500万元，节省工期约57 d,在助力澳门及桥梁施工技术领域数字化建设方面发挥积极作用。     

2011年度中国铁道学会科学技术奖获奖项目简介(二) 天兴洲大桥三索面三主桁公铁两用斜拉桥建造技术(特等奖)

<正>本建造技术主要运用于武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥98 m+196 m+504 m+196 m+98 m的设计、施工。1.项目主要内容武汉天兴洲公铁两用长江大桥是中国铁路客运专线第一座跨越长江的特大型公铁两用桥梁,也是世界上第一座四线铁路、六车道公路公铁两用斜拉桥,主跨504 m为世界公铁两用斜拉桥跨度之首。大桥上层公路为六车道,     

BIM技术在京雄铁路转体连续梁桥施工中的应用

新建京雄铁路(72+128+72)m连续梁跨越现有高速公路,采用"边跨合龙后的不平衡转体梁+地面滑道梁配合钢管混凝土临时支墩转体"技术,这是全国铁路工程中的首例,该连续梁具有技术含量高、建设难度大、无可借鉴的经验等特点。为确保转体桥安全施工,应用BIM技术,重点围绕安全、质量、工期、效益等目标,通过应用BIM技术,实现三维可视化交底、虚拟施工仿真、三维预应力管道精确定位、三维设计出图及检查碰撞功能,总结、改进和优化施工过程中的重难点工艺及人员可操作性,并逐步完善和提高具体施工,加快了项目的施工速度,确保了项目的施工安全,有效提高了工程精细化管理水平,并为形成桥梁施工安全快速施工技术体系及类似工程中的BIM技术应用提供一定的参考和借鉴意义。     

墩顶转体法施工的大跨度曲线钢桁梁桥总体设计及创新——以国道109新线高速公路安家庄特大桥主桥设计为例

国道109新线高速公路安家庄特大桥为全线的控制性工程,左右幅主桥分别位于半径1 600 m和1 500 m的圆曲线上,依次跨越丰沙铁路、永定河和现状109国道,桥梁施工安全、河道防洪和环保要求均较高。为解决上跨铁路需采用转体法施工以及桥墩阻水比偏高的问题,创新提出了大跨度曲线钢桁梁桥墩顶转体法施工以及大直径厚壁钢管混凝土桥墩的设计方案,左右幅主桥分别采用(248.95+248.95) m钢桁斜拉桥和(171.95+171+75.25) m连续钢桁梁,转体长度分别为(248+248) m和(171+171) m,水中墩采用钢管混凝土桥墩。结合桥位处相关工程建设条件,对桥梁孔跨布置、桥式方案、水中墩结构的选择依据进行分析,简要介绍主桥上部结构、下部结构及基础、转体系统等主要设计内容。该桥突破钢桁梁不宜采用墩顶转体施工的技术瓶颈,扩大了连续钢桁梁桥和墩顶转体技术的使用范围;采用大直径厚壁钢管混凝土桥墩,有效降低了墩柱截面尺寸,拓宽了钢管混凝土结构的应用范围;大跨度曲线钢桁梁构造及受力特性较为复杂,采用BIM正向设计技术,实现了复杂结构信息和设计意图的精准表达,提高了设计效率。     

基岩山区高速铁路高陡边坡BIM应用

选取西成高铁纸坊1号隧道为研究对象,在施工过程中,为查明隧道洞口高陡边坡危岩落石的分布,面对工程环境危险、施工工期紧张、外业调查工作效率低、传统二维设计局限性等工程问题,首次采用"无人机+BIM+GIS"的创新技术方法开展高陡边坡危岩治理工作。首先通过无人机采集隧道洞口高清影像数据和DEM数据,然后开展不良地质判释和三维地质建模工作,最后通过计算分析完善了高陡边坡加固设计方案。在BIM实施过程中,建立了多专业协同工作机制,高效可靠地完成了高陡边坡勘察设计工作。项目BIM技术的成功实践,可为其他基岩山区铁路BIM应用提供解决方案。     

西十铁路汉江特大桥超高索塔施工关键技术

西十铁路汉江特大桥的跨径布置为(67+70+73+420+73+70+67)m斜拉桥+2×32 m简支梁,两座索塔结构相同,均为塔高186.5 m的H型索塔设计,采用单箱单室矩形截面,索塔施工中具有上下横梁施工难度大、索导管等预埋部件定位加固难度大、索塔线形测量难度大等特点,通过超高索塔施工关键技术研究的开展,形成了索塔临时对撑、对拉技术、上下横梁高空装配式托架现浇技术、索导管精确定位加固技术以及索塔施工线形控制技术,实现了超高索塔的顺利施工,提升了建设质量的同时为将来类似超高索塔以及墩柱的施工积累了宝贵的经验。     

铁路混合梁斜拉桥钢-混结合段创新技术

结合甬江左线特大桥主桥工程,论述铁路混合梁斜拉桥钢-混结合段设计;从钢-混结合段分块、支架体系、组拼和BIM技术应用方面阐述钢-混结合段在设计与施工方面的创新技术,提出钢-混结合段模块组拼施工方法,并利用BIM技术模拟施工工序等,可为同类桥梁设计与施工提供借鉴。     

杭州—海宁城际铁路BIM技术应用

杭州—海宁城际铁路穿越建构筑物较多,工程难度大、工期紧、任务重,利用BIM技术解决设计、施工中的问题,并将BIM技术延伸到运维管理中.以该城际铁路建设项目全线、全生命周期的BIM应用研究为契机,从制度标准、BIM技术应用、GIS+BIM+物联网深入融合应用3个维度,开展城际铁路领域BIM应用体系化研究,以促进BIM技术...     

绥芬河斜拉桥设计与转体施工

绥芬河斜拉桥是一座独塔单索面斜拉桥,跨越铁路站场,孔跨布置2×100 m,采用转体施工方法施工,转体质量为14 000 t,悬臂梁长196 m,介绍该斜拉桥的设计概况、转盘设计以及转体施工技术。采用单点支承的平板铰作为转动支承形式,以及采用嵌入式四氟滑板并严格控制转盘施工精度的工艺,较好地解决了转体质量大的技术难题,成功将绥芬河斜拉桥实施转体。     

基于BIM的地铁车辆基地PLM解决方案

研究地铁车辆基地从设计、施工到运营的PLM(工程全生命周期管理)的过程,对提高设计、施工质量,保证运营安全具有重要意义。通过对地铁检修基地项目中BIM应用的关键环节及流程进行研究,探索出一套符合地铁检修基地的BIM协同设计、施工、运营维护的方法,确定目前技术条件下基于BIM技术的设计及成果转化的方法和步骤,为BIM技术在地铁领域的应用奠定基础。     

怀邵衡铁路矮塔斜拉桥斜拉索施工技术研究

怀邵衡铁路沅江特大桥主桥(90+180+90)m矮塔斜拉加劲连续梁为国内首例客货两用铁路最大跨度的矮塔斜拉桥。本桥斜拉索预应力采用等值法张拉,由于钢束多预应力施工复杂,桥梁线性控制难度大。现介绍该桥斜拉索施工过程中斜拉索制作、挂索、预应力计算、预应力张拉及施工过程的技术和质量控制,旨在为以后同类型工程的施工提供一点参考。     

北京市六环路斜拉桥设计关键技术

北京市六环路斜拉桥采用(56+100+70+37)m四跨连续双圆柱子母塔单索面W形截面主梁的预应力混凝土曲线斜拉桥方案、墩顶转体法施工,阐述卵石土地区高路堤旁沉井基础的设计与施工要点,对单索面斜拉桥新型无中间横隔板(横梁)W形截面主梁和双圆柱塔的受力规律进行了充分的探索,并提出了预应力混凝土曲线斜拉桥墩顶转体的施工新方法,仅用8个月的时间实现了北京奥运会前大桥基本完工的目标。     

综合管廊工程施工技术信息化应用

城市地下综合管廊作为新型工程,由于涉及多专业、多方面知识的综合应用,施工过程中存在技术难度大、专业不协调等诸多困难,加之工程设计分人员、分专业进行。传统的设计模式在设计过程中极易出现设计冲突、设计管理无序、施工图出图效率低等难题。在BIM技术应用逐渐成熟的大数据时代,有必要在工程前期、过程中借助信息化技术施工,及早发现、解决各种缺陷与不足。在吕梁市新安大道地下综合管廊工程施工过程中,通过利用BIM技术在施工现场布置方案优化的应用、BIM技术与理正软件在深基坑施工中结合应用、BIM技术在综合管廊主体施工中的应用等,解决了狭小空间内场地布置方案优化、深基坑安全及稳定性的探索和综合管廊各专业协调不一致等问题,可快速有效地复核设计工程量,缩短了施工工期、节约了施工成本、提高了施工效率。     

BIM技术在高速铁路32m简支箱梁钢筋优化设计中的应用

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主，在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上，为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度，将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研究，采用Bentley平台软件对优化后的32 m简支箱梁进行BIM建模，主要结论如下：(1)实现了精细化简支箱梁BIM模型，外部结构包含参数化箱梁主体、梁体孔道、吊梁混凝土块等细部结构，内部结构包含全部梁体钢筋、预应力体系和多种预埋件等结构，以三维可视化的方式将各结构之间的空间位置关系表达清楚；(2)采用软件的冲突校核功能进行钢筋碰撞检查，重点针对梁端处、梁截面变化段及预应力管道周围的钢筋进行优化设计，共节省钢筋用量1 281.59 kg,约占整孔箱梁钢筋用量的2.5%;(3)对箱梁的内部结构进行BIM模型还原与钢筋深化设计，提前解决施工难题，现场指导钢筋大样的制作、梁体钢筋的试拼与绑扎，显著减少施工过程中的钢筋安装问题，可为铁路简支箱梁的BIM技术应用提供参考。     

主跨532m混合梁斜拉桥总体设计

广佛江珠城际铁路西江特大桥主桥为(50+60+60+60+532+60+60+60+50)m的钢箱混凝土混合梁斜拉桥,结构采用半漂浮体系,主梁和桥塔之间设置阻尼器。钢混结合段位置位于主梁中跨距桥塔20 m处,即主跨492 m采用钢箱梁,其余主桥范围均采用单箱三室混凝土梁;桥塔采用花瓶形混凝土结构,塔总高187 m,上塔柱设钢锚箱锚固斜拉索;斜拉索采用1 670 MPa的平行钢丝,双索面扇形布置,最长拉索299.5 m;基础采用大直径群桩基础。混凝土梁采用悬臂对称施工,节省了大临工程的设置;钢箱梁采用节段吊装施工法;边墩及辅助墩均采用圆端形空心桥墩。本桥的设计丰富了铁路斜拉桥的形式,有利于混合梁斜拉桥在铁路桥梁中的推广及应用。     

斜拉桥双边混凝土主梁+钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术

广西壮族自治区贵港市青云大桥主桥为(46+88+280+88+46) m的"鱼"状双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,上部结构设计为双边混凝土主梁+钢横梁+预制桥面板的新型组合结构,边主梁外侧增加了4. 5 m宽的薄壁翼缘板,带翼缘板的该种组合结构梁体为世界首例,常规的上行式牵索挂篮不能适应本桥悬臂浇筑施工。本文结合青云大桥主桥施工实践,介绍了双边混凝土主梁+钢横梁组合结构悬臂施工的下行式牵索挂篮设计及施工工艺,成功解决了斜拉桥带宽薄翼缘板混凝土边主梁悬臂浇筑施工难题,对今后类似主梁结构桥梁施工提供借鉴。     

高速铁路大跨度高低塔部分斜拉桥设计

为研究大跨度高低塔部分斜拉桥在高速铁路上的适应性,以深汕铁路深圳水库特大桥为工程背景,从技术性、经济性等方面对比孔跨布置(33+242+143+44+29) m混合梁独塔斜拉桥和(78+242+139+36) m部分斜拉桥两种桥式方案的优劣,并针对推荐的部分斜拉桥方案进行技术分析,介绍其设计细节及计算结果。研究表明：相较于独塔斜拉桥方案,部分斜拉桥方案刚度大、投资小、工期短,具有明显优势;在部分斜拉桥方案中,主力+附加力组合作用下刚构连续体系的基础受力为刚构体系的85.8%;相较于采用实体墩,结构采用双肢薄壁墩时梁体跨中挠度降低8.3%,下部结构混凝土用量减小17%;梁高与桥塔高度会显著提高结构刚度,几乎呈线性增长趋势。综合而言,高低塔部分斜拉桥结构尤其适用于控制点密集、桥位选择受限的复杂地形,是一种合理、可靠的结构体系。     

斜拉桥超高索塔施工几何测量与监控技术研究

新建广州南沙港铁路西江特大桥跨西江主桥为(2×57.5+172.5+600+4×57.5) m混合梁斜拉桥,主跨600 m跨越西江。两个主塔设计采用H型塔,高度分别为208 m和200 m,塔柱施工采用液压爬模分节浇筑。本文重点介绍了西江特大桥H型索塔施工测量及监控相关技术,重点对劲性骨架精确定位、索导管精确定位、钢锚梁精确安装、塔柱倾斜度测量等方法进行了阐述,提出了索塔倾斜测量预偏、钢锚梁支撑转固结、实时应力自动监控的方法,以期为类似高塔施工测量提供借鉴。     

东平水道特大桥BIM设计及应用

为了提升东平水道特大桥的设计水平和成品质量,以达索3D体验平台和TEKLA软件为主要工具对其开展BIM设计。BIM设计过程中的技术要点包括:协同设计、骨架设计、引桥设计、钢箱梁设计、钢束设计、钢筋设计;本桥的BIM应用价值点包括用钢量统计、钢结构出图、标准验证、有限元分析、钢筋二维出图。作为国内第一座采用BIM设计的公铁两用斜拉桥,与传统设计手段相比,BIM技术的应用显著提高了其设计效率。同时,依托本项目对铁路工程信息模型数据存储标准进行了研究。东平水道特大桥BIM设计对类似工程项目具有良好的借鉴意义。     

混合梁斜拉桥H型索塔施工关键技术

南沙港铁路西江特大桥跨西江主桥为(2×57.5+172.5+600+4×57.5)m的双塔双索面等高塔混合梁斜拉桥,塔柱采用单箱单室截面的H型索塔设计,主塔塔座以上塔高分别高208 m和200 m,针对索塔线形控制要求高、上下横梁支撑难度大、钢锚梁定位精度要求高等特点,通过采用塔梁异步浇筑的方法,形成了索塔临时对撑技术、下横梁落地式支架现浇技术、上横梁牛腿托架现浇技术及索塔施工线形控制技术,实现了超高索塔的高效施工,并提升了建设质量。