异型卷管(基于DP软件的施工探索)

在桥梁工程上，常用的BIM建模软件主要有5款，分别是美国Autodesk公司的Revit、芬兰Tekla、美国Bentley，以及法国达索公司在CATIA基础上开发的建筑类建模软件DP(即Digital Projec)。与其他BIM建模软件相比，DP软件具有非常好的三维交互建模功能，并且建模精度高，特别适用于复杂的异形结构建模。

本文结合DP软件在马滩红水河特大桥工程中的应用，探讨了BIM技术对钢结构加工、可视化施工、工程量统计的影响。

工程概况与模型的建立

桥型总体布置图

马滩特大桥为主跨320m的钢管混凝土拱桥，全桥总长约553m。大桥柳州侧引桥采用5×30m先简支后连续的预制小箱梁桥，南宁侧引桥采用2×30m先简支后连续的预制小箱梁桥，引桥全长210m。

主桥桥面全宽54.4m，按两幅桥设置，单幅桥桥面总宽25.5m。单幅桥主桥横断面布置为：2.5m(吊杆及检修道)+0.5 m(防撞护栏)+19.5m(行车道及硬路肩)+0.5m(防撞护栏)+2.5 m(吊杆及检修道)。引桥桥面全宽49.4m，按两幅桥设置，单幅桥桥面总宽20.5m。单幅桥横断面布置为：0.5m(防撞护栏)+19.5m(行车道及硬路肩)+0.5m(防撞护栏)。

马滩红水河特大桥主跨为钢管混凝土中承式拱桥。拱肋采用变高度四管桁式截面，管内灌C55微膨胀混凝土，吊杆锚头处缀管内灌注C90钢砂混凝土。上弦杆两根主弦管及下弦杆两根主弦管为哑铃状结构形式，拱脚侧通过缀板连接，拱顶侧通过横向缀管连接。拱肋横向联系采用X撑横联，单幅桥共设24道X撑横联。吊杆均采用单吊杆，单幅桥设20对吊杆。各部件构造模型如图①~⑥所示。

①

②

③

④

⑤

⑥

① 大桥整体模型 ② 封拱脚部位模型 ③ 拱脚连接处构造模型 ④ 拱肋顶端合拢构造模型 ⑤ 吊装拱肋节段模型 ⑥ 吊装拱肋节段法兰盘连接模型

DP软件的应用

钢结构加工

由于桥位所在水域通航能力不足，而拱肋和格子梁结构尺寸庞大，无法采用船舶运输至桥位安装的施工方式。本项目钢结构加工，在施工区域附近厂房进行，包括钢管拱拱肋管节卷管、接长，焊接片装，以及桥面格子梁的单元件制造。由于加工的钢结构比较复杂、异形，并且钢结构加工时需要提供精度非常高的BIM模型，普通三维建模软件无法满足要求。根据这些要求，项目采用BIM软件中建模精度最高的Digital Project软件，对马滩红水河特大桥进行参数化建模。最终，加工人员根据钢结构三维BIM信息化模型，以及三维加工图纸进行可视化加工。

由于在钢结构加工过程中使用了BIM技术，不仅减少了加工图纸、加工技术交底以及各工种沟通协作时间，而且提高了钢结构加工精度以及加工效率。同时，基于Digital Project的BIM技术在钢结构中的运用，实现了建筑信息化要求下构件加工的标准化和精细化，进一步促进钢结构加工中材料信息、构件制作信息、构件物流信息、构件安装信息，以及工期、成本等信息以可视化方式进行的5D数字化管理。

可视化施工

Digital Project具有非常好的三维交互建模功能。通过建立准确、真实、完备的BIM模型，可以预测施工过程中可能出现的情况，这不仅能够减少设计变更和避免返工，而且利于施工方不断改善施工工序、资源配置以及进度计划。

本文通过DP软件建模发现，由于受拱肋横联的影响，在安装桥面格子梁时，吊点在拱肋下方时，吊点无法纵移动，并且格子梁在桥位旁边总拼，需要在岸边起吊。根据这一问题，提出将格子梁先运至拱座前方，转换格子梁至安装方向，然后在格子梁外侧安装吊臂，再起吊安装。

格子梁安装示意

工程量统计

过去项目对工程量进行统计时，预算人员需要从二维设计图纸中逐一统计各工种、部件的数量，然后再汇总、分析，并进行相关计算。这不仅要求统计人员对二维施工图纸非常熟悉，而且工作量大。并且由于预算人员统计不到位，传统算量一般低于实际工程量。更槽糕的是，当设计变更时，工程量又得重新计算，这对于项目来说是非常大的内耗。应用BIM技术，能够准确、快速生成工程量清单，省去工程量统计时间，并能及时有效地对工程造价进行控制。

针对本项目，采用Digital Project软件对大桥进行了参数化建模。大桥模型建立后，对工程量进行了统计分析。统计结果表明，由于Digital Project比其他BIM建模软件的建模精度要高，自动生成工程量清单较准确，并且该软件采用的是参数化与变量驱动的形式建模，当设计变更时，软件能够根据参数变化驱动模型变化，从而大大减少了由于设计变更带来的新建模工作量和工程统计工作量。

工程量清单统计

本文通过利用三维建模软件Digital Project对马滩红水河特大桥进行参数化建模，探讨基于该软件的BIM技术在桥梁施工中的应用。结果表明：Digital Project建模精度高，可以减少钢结构加工过程中加工交底和沟通协作时间，提高钢结构加工效率和加工精度，促进桥梁工程标准化、精细化施工；Digital Project三维建模交互好，能够建立准确、真实、完备的BIM模型，预测施工过程中可能出现的情况，减少设计变更和避免返工，进而不断改善施工工序、资源配置以及进度计划；Digital Project变量驱动强，能够根据参数变化驱动模型改变，从而减少由于设计变更带来的新建模工作量和工程统计工作量。本文基于Digital Project的BIM技术在桥梁施工中的应用研究成果，可为同类桥梁工程设计和施工提供参考借鉴。

本文刊载 /《桥梁 · BIM视界》杂志 2018年 1月刊 总第4期

作者 / 李彩霞 林广泰 王建军 郑健

作者单位 / 广西路桥工程集团有限公司