项目地点：长沙市芙蓉区

项目总投资：8554.51万元

建设规模：

平面为月牙形，跨径49.54+120+54.46 m，桥宽 21.523m

建设内容：

主跨上部钢桁架梁、下部钢筋混凝土结构、异形构件及拼装

BIM应用平台

模型创建：

Revit、Tekla

模型应用：

Navisworks、BIM5D、迈达斯、3Dsmax

项目 特点

本项目为三跨连续钢桁架梁人行桥，跨径布置为（49.54+120+54.46）m，平面为月牙形，桥梁主跨上部构造采用钢桁架梁；下部构造采用钢筋混凝土结构，基础采用桩基础，基桩采用机械成孔灌注桩。主要施工难点有：施工上部桁架内外弧平曲线直径不一，竖向高度也由河岸侧向跨中折线形渐变（1.5m～7.5m），其余次要杆件散件吊装都存在大量的复杂异形节点，对构件制作和吊装精度要求很高；桥梁主桁架用钢重达5500余吨，单榀钢桁梁水上吊装最大重量309吨，该构件长约41m，高7.5m，为近年来省内水上桥梁施工之最，采用两台大型浮吊才完成施工（分别为500吨、200吨）；位于有通航要求的浏阳河上，工期安排需要度过一次雨季汛期，维持通航和防汛需要都提高了本工程施工难度。

施工技术

BIM技术应用

01 方案比选

本桥结构形式新颖，造型别致，整体结构受力十分复杂，同时由于其桁架结构沿月牙形曲面布置，桥位所在河道、河岸条件的复杂性高，项目根据现场实际情况，对比了顶推和吊装两个施工方案，最终选定“主桁架分段吊装，次要构件散件吊装”的施工方案。

同时，为降低吊装作业风险，项目根据施工工艺模拟顺序对每个吊装单元进行编号，编制专项施工作业指导书，以指导现场吊装。

图1-1 顶推预演模拟

02 整体吊装模拟

根据钢结构钢性连接、半刚性连接、铰接等不同的节点连接形式，并充分考虑钢结构与吊装单元的相互协调与配合，应用Tekla对钢结构安装分段、接口形式进行优化设计。项目通过对钢结构空间网架、钢桁架、等节点进行二次深化设计。同时，基于BIM模型节点进行了编号和定位描述，以指导各个钢构件现场定位安装。

根据桁架分段，项目合理安排吊船，经一系列模拟，发现由两岸向中间依次推进的吊装方案有不合理之处，对安装精度要求过高，难以掌控。同时造成吊船工作效率低下，浪费了大量人、机资源。于是进行方案优化调整，最终确定采用本方案。

03 安装可视化交底

3.1 主桁架翻身措施

由于主桁架采取侧卧方式装船运输，起吊前，采用 500t 浮吊双钩进行翻身，使主桁架翻转 90 度，达到安装就位姿态。翻身后，主桁架需临时搁置在 1200t 驳船上进行重新挂钩，并做好吊装前的准备工作。

3.2 人行道、景观区安装方法及措施

景观区下弦安装

采用 150t 浮吊进行分块吊装，每个分块设置两根拉杆（或拉索）作为临时稳定措施，并可进行微调，保证分段精确定位。

景观区上弦纵梁安装

非机动车道桥面板安装完成后，采用 150t 浮吊安装φ299*6 装饰吊杆。吊杆安装完成后，安装上弦纵梁，最后完成上弦横梁的安装。

人行道安装

首先安装 V 型组合件（斜撑及横梁），再安装人行道桥面板分块。

04 受力分析

4.1 围堰受力分析

施工过程中基坑受力复杂，不同时段、不同工艺对围堰产生的压力都不相同，对围堰结构进行单元拆分，通过软件模拟不同时段、不同工况下围堰的受力状况，用以确保围堰在施工期的安全稳定。

4.2 吊装受力分析

模拟构件吊装环境，调整吊装速度，以消除钢构件的应力集中，保障结构稳定性。

对各吊装点进行受力分析，优化方案设计，使构件受力满足施工期要求和完工后的使用要求。

05 钢结构数字化加工

主桁架部位异形箱型结构板，我们采用CNC数控机床，对各异形板合理排版，并进行下料切割，经过科学的套料，异形板平均材料利用率高达78%。我们以某个箱型节点为例，在模型中将异形构件拆分成零件板。将零件板放样套料后，采购双定尺板材，可以使该板材利用率达70%。对于规则零件板来说，板材利用率则可大大提高，通过对各零件板的布置，计算走刀最小间隙，规划最小整板尺寸，能保证利用率在97%以上。

图5-1 节点板排版图

BIM

应用价值

保证通航

为保证施工期间航道的正常通行，在前期上构制作及吊装方案中都予以了充分考量。全桥主桁架分14个节段在工厂制作、涂装后，运输至现场吊装。其中仅在吊装航道正上方的两节主桁架时短暂封闭了航道，其他上构安装未对通航造成影响。

成本控制

高效地实现了制定的目标成本，经过采取合理的板材切割、有针对性的吊装方案，确保工程质量、施工安全，强化施工过程项目成本核算，工程成本降低率达4.5%；

现场管理

得益于方案比选、方案优化、施工模拟等充分的先期工作，施工现场布置科学、合理；吊装作业顺利，按计划时间完成了吊装，大大降低了施工成本。