杭黄高铁建德东站 站场地形地貌复杂,桥墩高度变化大, 18 种浇非标准箱梁型式各异,支架搭设、拆除、周转施工组织难度大,可采用 Revit 建立 支架贝雷梁BIM模型 进行三维审查细化支架布置方案,三维技术交底,工程材料数量提取,虚拟推演施工过程,4D施工进度动态控制,材料周转方案优化,采用 Midas. civil 进行力学分析计算,优化支架设计方案,确保支架布置形式合理,支架结构安全稳定,为实现支架施工过程的安全控制、质量控制、进度控制、成本控制提供了一种基于BIM技术的解决方案。
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涉及非标准现浇箱梁共计 18 种, 梁宽变化复杂 ,有单线变双线,双线变三线,双线变四线,道岔梁,切边梁等各种形式的简支梁、连续梁。
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站内涉及 3 座大桥或特大桥的地势高低起伏变化大,陡然起坡,部分挖方设桥,部分桥墩高达 30 m 。
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支架设计标准断面类型多达 9 种,每一种对应的贝雷梁、钢管等材料数量差异较大。
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标段合同工期短,仅 11 个月,时间紧,任务重,要求高,难度大。

本标段现浇梁梁体结构形式多样,梁跨及梁宽均不相同,相应荷载大小不一。根据支撑箱梁的荷载变化情况和截面形式变化情况,采用 手算 与 清华大学结构力学求解器 相结合的方法确定支架设计标准断面布置形式,完成建德东站所有支架的初步整体设计方案。然后采用 Midas. civil 2012 软件建立支架贝雷梁力学计算模型,进行钢管、贝雷梁等 重要支撑构件检算 ,并进行 钢管桩稳定性分 析,建立风作用下钢管支架的横向稳定性分析网。支架各构件力学性能与结构整体稳定性均要能满足设计要求,保证大桥支架安全稳定,受力合理。为下一步BIM三维建模工作的开展奠定力学基础。

模型建立具备如下特性。
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准确性 。模型构建准确性体现在严格按照施工图精准定位永久承台桥墩平面位置与高程,严格按照支架设计详图精准定位临时承台位置与高程,精准定位安装钢管,精准定位预埋桥墩钢板。
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精细化。 模型构建精细化体现在将支架设计详图中的所有零部构件一一以建族形式清晰呈现,Revit模型所见即所得,细化到每一个微小的螺栓。
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建族参数化 。建族时设定参数变量,相同或者类似构件可以通过修改参数快速生成。
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清晰的可视化效果 。模型清晰,视觉效果良好,细节上的展示真实感强。
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更新维护简易化 。根据实际情况变化,模型可以随时修改调整更新。由于建族参数化程度高,通过修改参数可以简单方便的实现模型的更新维护。

图640b双拼工字钢、贝雷梁、20b工字钢模型
图7 150 mm x 100 mm方木、20b工字钢模型
在实际施工实施前利用BIM模型在Revit软件中进行施工模拟。根据各跨桥墩的实际施工进度,预先详细安排现浇梁的工期。根据现浇梁工期进展,提前逐根安放钢管、贝雷梁、现浇箱梁,逐跨逐孔推演施工过程。结合工程施工经验,工程师虚拟过程中提前考虑相关问题,并一一提出解决预案。
5 动态控制施工进度
图8 动态模拟演示
运用 Revit 的 建族功能 可以实现精确构建支架贝雷梁全桥整体三维信息模型,可以实现精确提取支架贝雷梁等临时工程的材料量,可以通过虚拟施工预先分析查找施工中的问题,可以实现工程进度的动态控制,对照三维模型和横道图分析进度计划的合理性,分析人工、材料、机械设备动态的需求变化,为其进场退场的决策提供参考依据,同时为材料的周转优化方案实施提供基础性信息。缺陷是如果BIM模型所占内存空间过大,施工战线拉得太长,在计算机上显示的效果就无法保证,因此无法实现多座大桥的支架信息集成。