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【桥梁BIM】BIM在多哈大桥的施工管理

卡塔尔是海湾国家中回应“一带一路”较早的国家,不但积极加入亚洲基础设施投资银行,而且早在2014年,卡塔尔“埃米尔”塔米姆就与中国共同宣布“建立中卡战略伙伴关系”,“海湾国家与中国渐行渐近”的趋势终于从量变转化成质变。

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“埃米尔”是阿拉伯贵族头衔,相当于“元首”。此封号用于中东地区和北非的阿拉伯国家,突厥在历史上亦曾使用过这个封号。

“一带一路”战略覆盖欧亚大陆

多哈(دوحة)——西亚国家卡塔尔的首都,波斯湾沿岸著名港口,卡塔尔第一大城市,政治、经济、文化、交通中心。

多哈向世界展示艺术之美

卡塔尔积极参与“一带一路”建设,已公布的基础设施项目包括:哈马德机场、多哈地铁、多哈新港、多哈轻轨等。到2022年世界杯前,卡基础设施投资将在2200亿美元以上,其中250亿美元用于铁路建设,110亿美元用于新机场建设,200亿美元用于新道路建设。

建设中的多哈已然高楼林立

近年来,中卡经贸合作发展顺利,目前进入卡塔尔的中资企业约有30余家。随着卡塔尔市场的进一步开放,主要是在基础设施建设、建筑和能源等领域。

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在激烈的项目竞争中,BIM技术能大大提高施工企业的技术优势。今天小编带大家一起了解一下BIM在多哈大桥施工中的应用。

工程概况

卡塔尔国内公路、港口、电力均有大量中国投资或建设的项目,其中就包括卡塔尔东部高速项目。BIM技术已经成功应用在在卡塔尔东部高速中的多哈大桥项目中。

多哈大桥在高架部分的箱梁内采用后张有黏结预应力技术。预应力工程量大,分布范围广。同时预应力单个孔道内钢绞线数量多,且多数为4跨、5跨连续箱梁,总长度超过150m的占总箱梁数的近60%。由于采用全预应力度设计,故预应力施工质量是整个工程控制的重点。

多哈高速公路穿沙漠而过

实施难点

工期紧,工程量大

工程位于中东沙漠地区,投入人力、物力、财力和技术装备数量巨大,且工期紧。

施工管理复杂

构件运输、安装,人员和机械的安排,材料的入场、检验和出场,都是施工管理所面临的重大问题。

节点形式复杂,施工工艺复杂

工程存在大量复杂节点,需要使用多种复杂工艺(如波纹管临时安装施工工艺、穿筋施工工艺),若用传统方法指导工人施工,很容易由于理解不当造成施工错误、返工等问题,必然会耽误工期。

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由于自然障碍(异常地质现象)、外界障碍(征地冲突)、人为障碍(业主行为),卡塔尔的工期延误比较常见。

BIM模型搭建

利用Revit软件,根据二维图纸,对该项目进行建模,通过建立该桥梁的BIM模型,各构件尺寸、位置关系、表现材质都能在模型中直接反映出来,方便施工任意进行。

安装工艺模拟

BIM施工工艺模拟

多哈大桥施工工艺复杂,基于BIM技术进行各阶段详细施工工艺模拟,可迅速掌握施工工艺,避免出现施工错误。

施工前作业施工工艺模拟

主要包括基于BIM技术预应力箱梁两端柱、预应力箱梁底部支撑脚手架搭设、预应力箱梁底模和两侧模板安装模拟。

施工前模拟

预应力安装施工工艺模拟

基于BIM技术的波纹管临时安装施工工艺模拟:在腹板内安装临时支撑,临时支撑和腹板相应高度的腰筋连接固定→将波纹管端部穿入腹板内,安放在临时支撑上,并用钢丝临时绑扎固定→将波纹管用接头连接,并临时安装热缩带,最后用胶带将接头临时绑扎→在波纹管相应高点,最低点位置处使用热熔机打孔,并安装出气孔接头。

纹管安装施工

穿筋施工工艺模拟

在箱梁端部搭设预应力穿筋操作平台→将穿束机和预应力穿筋架体用起重机吊放在操作平台上,并用起重机将成盘的钢绞线吊至预应力穿筋架体里→将钢绞线从架体里拉出并引入穿束机,用穿束机将单根钢绞线传至波纹管口时在钢绞线端部安装导帽→继续运转穿束机,将预应力筋穿入临时支撑上的波纹管内→当另一段预应力筋穿出波纹管一定长度后,停止穿筋施工,确定两端外露长度后,用砂轮锯将穿筋端的预应力筋切断→根据上述流程继续穿筋,完成37根钢绞线的穿筋施工。

穿筋施工工艺

落位施工工艺模拟

落位前根据预应力波纹管的矢高,安装定位支撑钢筋→将临时支撑上波纹管的临时绑扎钢丝剪开→在桥中间跨的临时支撑波纹管处用吊装带缠绕,准备起吊→用2台起重机通过吊装带将临时支撑架上的波纹管吊起,脱离支撑即可→将临时支撑拆除→利用起重机缓慢将波纹管落位至相应的定位钢筋上→解除波纹管处的吊装带,完成中间跨波纹管的落位施工→根据上述步骤将两端的预应力波纹管落位至相应矢高的定位钢筋上。

落位施工工艺

安装施工工艺模拟

用U形钢筋将波纹管固定在定位钢筋上→拆除波纹管连接处的临时胶带,用喷枪将热缩带加热缩紧安装波纹管接头→安装预应力张拉端处喇叭口→喇叭口就位后,将喇叭口和波纹管用接头连接,并用热缩枪将专用热缩管加热处理密实→安装出气管配件,将出气管和热熔处的接头拧紧,并伸出梁顶面。

安装施工工艺

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传统施工只能通过语言指导,工人会因接受程度不同,延长工期。利用BIM技术进行施工工艺模拟,既方便对施工人员指导,也使工人在了解工艺时更加直观,大大提高指导效率。

专项施工管理平台开发

由于利用BIM进行施工管理的工作量较大,在向业主进行交付时比较麻烦,而且业主在进行检查使用时也会有很多的不便,所以基于BIM和Bently平台,二次开发多哈大桥预应力专项施工管理平台,将该项目的多项内容整合到一起,以方便业主指导施工。

管理平台主要包括:工程概况、资源配置、预应力系统、深化设计、施工方法、质量控制、进度控制、安全控制、成本控制9个模块。

平台界面

工程概况模块

工程概况模块主要包括工程介绍、桥体预览、导游视角、视图显示、模型测量5个方面。

该模块是整个管理平台中最为基础的模块,是进行项目管理的根本,在工程概况模块中,可以简单快速地对整个项目的相关信息进行预览,使相关人员迅速了解该工程,方便后期的工程管理。

资源配置模块

资源配置模块包括组织机构、人员、机具、材料、结构构件5方面。

通过对资源配置模块的浏览,工作人员能够对该项目各个方面的情况进行了解,方便在后期的施工管理中对各种资源进行合理调配,使工程更为科学地进行下去。

预应力系统模块

预应力系统模块包括后张拉系统、材料及储存、工程序列及详细方法。

熟悉预应力系统模块后,可以随时对施工方法与施工顺序进行查看,更好地了解施工方案,方便指导工作人员进行施工。

深化设计模块

深化设计模块主要包括工程图纸、计算以及深化详图3个方面。工程图纸中包括该工程的所有图纸,可以随时进行调取查看,方便查找;在计算菜单中,可以提取相关联的Excel表格,直观地显示计算数据;深化详图可以查看深化后的详图,与施工图进行对比,能够对细部节点进行直观开发。

施工动画模块

在施工动画模块中,将之前制作好的各施工工艺展示进行链接,可以直接在平台中进行查看,了解复杂工艺上的施工过程,指导施工,同时,还可以在平台构筑的三维场景中进行全方位的3D浏览以了解建筑各个复杂的施工过程,透彻了解施工工艺,更加方便施工方进行查看与技术指导。

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在管理平台中,还有质量控制、进度控制、安全控制、环境控制及成本控制5个模块,可随时对施工进行管理。

BIM技术优势

对于桥梁工程的施工管理,BIM技术的应用具有以下几点优势:

①工作人员能够直观地观察桥梁结构以及细部节点,及时发现问题并且解决,避免了在施工过程中出现麻烦;

②根据模拟的施工工艺进行施工,简单易懂,提高工作效率,节约时间成本。

③建立资料库,二次开发施工管理平台,便于管理工作成果,方便管理。

BIM技术在多哈大桥施工管理中的应用实现了桥梁工程中的信息化管理,大大提高了施工效率,节约了时间与成本,对桥梁工程施工管理具有重要意义。

参考文献:

赵雪峰. 《多哈大桥垂青BIM》.

刘占省,李斌,王杨,等.《BIM技术在多哈大桥施工管理中的应用》.

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