长安大桥BIM应用

1、长安大桥BIM应用长安大桥最大特点之一就是塔柱壁板的超常规扭曲面造型，这使得传统的二维平面设计手段无法完成该桥塔柱的设计。同时大桥还存在诸如局部节点构造复杂、需要局部分析的细节构造多、制造及架设难度大、精度管控难等诸多难题。通过引入BIM技术，协同设计管理，使大桥在设计、制造及施工等各个环节的难题都得到了有效的解决。项目概况况长安大桥（见见图1，单单位：mm）斜跨跨永定河河莲石湖湖区，斜斜交角度度约577，大大桥主桥桥主跨2280mm，主梁梁变宽变变高，桥桥梁标准准段宽度度为477m，最最宽位置置约544.9mm。由于于大桥与与河道斜斜交，为为满足行行洪要求求，主塔塔塔肢根根部在顺顺桥向有有2

2、5mm“迈步步”，使使主塔变变为倾斜斜不对称称扭转变变截面钢钢箱拱形形塔柱。图1 长安安大桥方方案模型型BIM技技术在长长安大桥桥中的应应用概概念设计计阶段在概念设计计阶段，建建筑师采采用Rhhinoo（犀牛牛）软件件进行桥桥梁景观观设计。建建筑师利利用三维维模型进进行场地地环境分分析、光光学分析析、夜景景照明分分析等优优化桥梁梁景观方方案，实实现大桥桥景观与与环境的的融合统统一。设计阶段桥梁方案确确定后，设设计阶段段选择了了具有强强大曲面面功能的的CATTIA平平台完成成细化设设计工作作。长安大桥在在设计阶阶段的主主要技术术应用点点如下：1）协同设设计长安大桥全全桥骨架架见图22，通过过协同

3、设设计很好好的解决决了结构构上的同同步设计计问题，提提升了整整体设计计水平，降降低了实实施风险险。图2 长安安大桥“骨骨架”模模型2）参数化化设计长安大桥在在设计过过程中对对一些使使用频率率高，比比较特殊殊的参数数进行统统一设置置，如板板厚、加加劲肋高高度、孔孔的尺寸寸等，方方便了后后期的调调整修改改。图3 高塔塔参数3）模板的的使用长安大桥设设计过程程中也建建立了一一些通用用性较强强的模板板资源，如如拉索锚锚区模板板、壁板板加劲肋肋模板、横横隔板模模板、塔塔内爬梯梯模板、塔塔内维护护结构模模板、塔塔柱密封封门模板板等，提提高了建建模效率率。4）协同仿仿真分析析长安大桥由由于塔柱柱截面的的扭曲

4、变变化，桥桥梁整体体计算时时的截面面建模工工作量非非常大。借借助BIIM三维维模型的的优势，能能有效提提升局部部计算模模型的建建模效率率与分析析精度。塔塔柱锚区区的局部部实体单单元有限限元分析析模型见见图4。图4 锚区区局部有有限元模模型5）碰撞检检查碰撞检查是是BIMM技术中中的一项项比较特特殊且实实用的功功能，对对结构协协同设计计检查意意义重大大，是三三维模型型校审的的一个有有力工具具。通过过碰撞检检查可以以比较容容易发现现相关问问题所在在，可以以有效地地消除施施工期间间由于结结构冲突突产生的的变更，使使施工工工期更为为可控。表表1给出出了高塔塔右柱锚锚区与壁壁板加劲劲肋在设设置间隙隙小于

5、550mmm时的碰碰撞检查查间隙报报告，通通过检查查报告可可以快速速获得板板件间的的碰撞及及间隙参参数。表1 高塔塔右柱锚锚区与翼翼缘板加加劲肋间间隙报告告6）二维图图纸的转转化通过CATTIA平平台曲面面展开功功将大桥桥塔柱扭扭曲面转转化为二二维平面面图，准准确表达达出扭曲曲板件的的平面几几何尺寸寸，从而而指导加加工下料料。除了了塔柱曲曲面外，长长安大桥桥结构细细节也比比常规桥桥梁复杂杂很多，二二维图纸纸转化工工作量非非常大。借借助CAATIAA的二维维出图功功能，有有效地提提升了设设计图纸纸质量。施工阶段长安大桥利利用BIIM设计计模型通通过深化化设计转转换为BBIM施施工模型型并应用用于

6、4DD进度管管理，可可以有效效的优化化加工制制造工艺艺方案及及施工组组织方案案，缩短短了施工工工期，提提升了加加工质量量，降低低了施工工成本。同同时利用用信息化化的物料料管理系系统及质量安安全管理理系统等等，对所所有加工工材料及及质量安安全实施施全程监监控，有有效地提提升了施施工管理理水平，增增强了施施工方案案的可实实施性。1）加工制制造及物物料管理理钢结构加工工制造单单位利用用三维设设计节段段模型（见见图5）进进行加工工制造图图纸的绘绘制，能能够有效效地提高高扭曲板板下料加加工时的的准确性性。通过过编码后后的节段段模型开开展物料料管理，实实现了加加工制造造过程的的精细化化管控。图5 节段段模

7、型2）施工措措施深化化设计以大桥高塔塔塔梁墩墩固结部部位为例例，塔梁梁结合部部底部设设置有1150mmm的承承压板结结构，通通过高强强螺杆与与桥墩结结合为一一个整体体。因高高强螺杆杆的定位位要求很很高，施施工过程程中需要要在墩柱柱中事先先预埋好好高强螺螺杆临时时定位架架（见图图6），辅辅助高强强螺杆精精确定位位，通过过碰撞检检查分析析，有效效降低了了施工风风险。图6 高强强螺杆临临时定位位架3）节段吊吊装仿真真分析因塔柱结构构构造复复杂，优优化吊点点设计的的仿真分分析工作作量非常常大。在在三维节节段设计计模型基基础上进进一步开开展吊点点设计，并并完成吊吊点仿真真分析，节节省了大大量的建建模时间间，提高高了吊点点设计质质量及效效率。4）施工组组织管理理施工单位进进行场地地吊装方方案的模模拟优化化见图77，通过过方案模模拟能够够发现施施工过程程中可能能产生的的不合理理工作流流程，避避免施工工过程中中产生碰碰撞问题题等，降降低施工工风险。图7 高塔塔节段现现场吊装装模拟实际施工中中高塔北北肢底部部首节段段现场安安装就位位见图88，完全全按照事事先模拟拟的的方方案实施施，各方方面施工工指标均均满足要要求。利利用设计计模型信信息并结结合施工工模型建建立施工工管理平平台，能能够有效效地解决决施工过过程中信信息交叉叉多，协协调工作作量大等等问题，达