[BIM应用案例]徐盐高速铁路盐城特大桥

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— 项目概况 —

项目基本信息

盐城跨新洋港斜拉桥效果图

徐（州）盐（城）铁路项目由中铁四局集团第二工程有限公司与中铁四局集团钢结构建筑公司共同承建。盐城特大桥主桥为跨新洋港斜拉桥，桥梁跨径布置为主（72+96+312+96+72）m，线路与新洋港基本正交，主跨与新长线铁路最小距离22m，最大距离95m，桥梁跨越处河道水面宽240m左右。钢桁梁长度650.6m，主塔塔高128.5m，结构为半漂浮体系。钢桁梁节间距12m，全桥共54个节间，主桁高度14m，两主桁中心距15m。

项目难点

（1）本工程是徐盐铁路项目跨度最大、结构最复杂、施工难度最大的桥梁。

（2）桥址位于城郊，拆迁任务重。

（2）主跨钢桁梁结构纵多、预制安装施工精度要求高。

（3）索塔、斜拉索和钢桁梁交叉施工，施工组织难度大，以常规手段难以保证工程质量和进度。

应用目标

诸多因素决定了本项目应用BIM技术、探索BIM技术的必要性。BIM技术在本项目的应用主要在设计和施工阶段，设计阶段包括土建结构参数化建模、钢结构深化设计；施工阶段主要包括BIM与GIS整合应用，倾斜摄影、三维可视化应用及安全质量进度管理。

— BIM应用方案 —

BIM应用内容

结合本公司BIM发展战略及项目特点，在精细化建模的基础上本工程主要从以下四个方面应用BIM技术：

（1）BIM模型算量：根据模型统计各构件工程量，进行施工图复核。

（2）征地拆迁：将BIM模型与GIS整合，高效完成施工调查与征地拆迁。

（3）钢结构应用：钢结构深化设计、数字化加工制造、物料追踪及临建设计。

（4）项目管理应用：三维可视化技术交底、施工方案工艺推演、施工进度模拟及平台研发。

BIM应用策划

（1）软件配置

[BIM应用案例]徐盐高速铁路盐城特大桥

（2）组织架构与分工

本项目BIM研究应用组长由中铁四局集团有限公司总工程师担任，管理研究院牵头，云建信、二公司BIM中心与项目部联合成立BIM工作室，组建成BIM团队，定期组织BIM技术应用推进会，解决BIM实施过程中的问题。

（3）应用顺序

1）组织相关人员参加Autodesk软件培训，建模人员须按照4D-BIM与Revit模型交互建模规范搭建模型，以保证模型导入4D-BIM的可行性。

2）建立桥梁参数化族库，搭建场地、结构专业模型。

3）将BIM模型与GIS正摄图、实景模型整合，高效完成施工调查。

4）钢结构深化设计，提前发现设计缺陷；数字化加工制造，降低材料损耗。

5）将模型与施工进度进行模拟，优化施工组织。

6）将模型与使用信息整合到虚拟环境，生动、形象展示施工场景。

7）应用4D-BIM平台解决进度管理、工况管理及安全质量管理等问题。

— BIM实施过程 —

BIM应用准备

（1）参加专业BIM培训：组织公司BIM中心与项目BIM工作室员工参加专业BIM软件培训公司举办的Autodesk软件培训和Bentley软件培训。

（2）建立桥梁参数化族库：根据设计图纸及施工方案，利用Revit软件创建桥梁钻孔桩、承台、墩身、简支梁、连续梁及索塔族，并利用尺寸标注关联参数，完成铁路桥梁BIM族库的建设。

BIM应用过程

（1）BIM模型算量研究：开展了Revit项目中利用明细表功能按族类别、混凝土标号等方式统计混凝土结构的方量。钢筋算量有两种方式：一是通过创建钢筋模型，数量统计准确，但模型较大，对硬件要求较高；二是在模型中添加钢筋信息参数，计算方便、快捷，但统计的是设计数量。

基于BIM进行算量

（2）BIM+GIS应用

1）BIM与谷歌地球整合应用：项目前期，施工调查和场建规划需消耗大量人力、物力，采用BIM+GIS技术来助力施工调查和场建等工作将显得尤为关键。

2）倾斜摄影技术应用：借助BIM技术，可在Google Earth中规划好线路，再借助无人机实景建模技术，将现场实景建成三维模型，可将场建模型与实景模型进行整合，对施工现场便道布设和行车路线规划等工作具有显著效果。

现场倾斜摄影实景模型

（3）钢结构BIM应用

1）深化设计：利用Tekla软件对钢结构部分进行深化设计，预拼装进行碰撞检查，发现图纸存在86处错误，及时与设计单位沟通，最大限度的减少因图纸错误造成的损失，杜绝返工浪费现象。

建模过程中发现螺栓安装空间不够，存在碰撞

2）加工制造

①板材套料：利用Tekla软件将深化后模型输出数控文件，并利用SmartNest软件进行自动排版套料并生成NC文件，将NC文件导入数控机械进行板材自动切割。

②杆件管理：从构件生产开始，二维码标签便固定于构件上，通过手执APP扫描二维码，完成从设计到施工全程信息的绑定与追踪。

③数字化预拼装：通过可视化模拟拼装过程，指导工厂拼装及检验拼装构件质量。

基于BIM模型预拼装

（4）项目管理应用

1）三维可视化交底：创建施工工艺模拟动画，让施工各参与方直观、形象地了解施工工艺流程。基于项目BIM需求与云建信公司联合研发了3D作业指导书平台。以工艺流程为主线，每一道工艺一个模型，在查看模型的同时，可方便、快捷了解工序作业要点、所需资源配置、注意事项及质量控制要点等。通过建立三维模型，直观快捷的让工程技术人员对斜拉桥主体建立深刻的印象。

3D作业指导书可视化技术交底

2）施工方案模拟：通过三维施工模拟加文字的方式来表达，工程技术人员既能够快速理解编者意图，也能够全面掌握方案中的重难点，能更快、更好的落实方案，杜绝施工现场和施工方案的不一致等问题，显著提高项目管理水平。

钻孔桩施工模拟

3）Navisworks应用：通过模型附加到Navisworks软件，并关联进度计划，让模型按进度进行虚拟建造，使得项目管理人员在提前预测项目建造过程中每个关键节点的施工现场布置、大型机械及措施布置方案，做到前期指导施工、过程把控施工、结果校核施工，实现项目的精细化管理。

施工进度方案模拟

4）虚拟体验：将整合后的模型导入Unity软件中，并添加模型信息、交互方式等内容，项目各参与方带上VR眼睛后即可查看项目建造过程及建成后的虚拟场景，增强了项目参建方的成就感及使命感。

5）4D-BIM平台应用

①进度管理：通过BIM技术平台，导入三维模型可以通过色彩区分和上传实际照片等方式来掌握进度，管理者只需查看模型颜色变化，或者通过查看附件照片等形式，就可及时直观了解项目实际的进度，对项目进行动态管理，有效减少工期延误的情况发生。

施工进度管理

通过施工现场工作人员持有手机等移动端上传现场安全问题，由后台管理者安排专业人员对问题进行处理通报，现场施工进行整改，消除安全隐患，形成闭环式管理，防止隐患错漏，减少事故发生，提升企业安全文化氛围。

②工况管理：施工过程中工况信息的录入查询分析及管理，以及关键工况对应的重点杆件应力的监控，并通过平台实现信息共享及公司远程监控。

工况管理

③安全监控管理：应用BIM技术建立了4D空间模型，通过在临近营业线边坡和深基坑四周预埋电容式静力传感器，形成了基坑三维在线安全监控系统，对基坑开挖中的形变、沉降、位移进行监测，测试数据无线上传、实时更新，实现深基坑和即有线路的全方位、全过程安全监测。

④过程质量信息集成：通过4D-BIM平台模型与资料进行关联，便于施工过程、验收及运维阶段文档管理及追根溯源。

— BIM应用总结 —

项目实际应用问题的应用效果总结

通过Revit软件搭建了铁路桥梁结构参数化族库；将BIM+GIS用于施工调查与征拆并申报了发明专利；基于钢结构深化和加工制造，解决了钢构件人工排版耗时长、易出错的难题；开发的4D-BIM平台具有进度管理、工况管理、安全监控管理和过程质量信息集成等众多功能，切实提高了项目管理水平。

BIM应用方法总结

（1）通过Revit软件模型算量研究，实现了桥梁单体结构的混凝土算量和钢筋算量功能，但在项目级模型算量和汇总方面还有很多需要深化、细化研究的内容。通过钢桁梁的深化设计和优化设计凸显了BIM技术的优越性，鉴于Tekla在钢结构方面的算量具有快速、精细、准确等优势，拟在公司承建的钢结构项目施工中全面推广应用。

（2）BIM平台的研发从需求调查到测试开发需要很长的周期，国内在BIM技术研发方面的人员又非常紧缺，试点项目上马后各级领导迫切希望能够尽快出成绩、要成果、见效益，如果企业的BIM技术研究应用者和平台开发公司能够联合成立工作室集中办公，将会明显提高沟通效率、有效缩短平台研发周期。

（3）BIM人才培养总结：参加BIM技术研究应用的公司专职人员和试点项目的实施人员在软件应用方面都有了长足的进步；但试点之外项目工程技术人员的成长非常缓慢，BIM技术在企业推广还需要更多的成功案例来引领，需要更丰富的培训教育手段来支撑。