目錄TOC\o"1-3"\h\u30744摘要 I290261引言 232522BIM技術(shù)相關(guān)理論 351532.1BIM技術(shù)的概念 3258252.2BIM技術(shù)的特點(diǎn) 392122.2.1模擬性 3243912.2.2延續(xù)性 4239343BIM技術(shù)在橋梁工程施工階段的應(yīng)用研究 5176053.1BIM技術(shù)的應(yīng)用思路及框架 5211493.2BIM技術(shù)施工準(zhǔn)備階段的應(yīng)用 6250203.2.1基于BIM技術(shù)的施工深化設(shè)計(jì) 7162153.2.2基于BIM技術(shù)的施工方案模擬 799373.2.3基于BIM技術(shù)的施工現(xiàn)場(chǎng)臨建規(guī)劃 8194394BIM技術(shù)在虎門(mén)二橋施工階段的應(yīng)用 10298604.1工程背景 10292544.1.1工程簡(jiǎn)介 1046824.1.2工程重難點(diǎn) 1199704.2BIM軟件及模型 1232144.2.1軟件選取 12112524.2.2模型建立 13277144.3BIM技術(shù)在施工階段中的應(yīng)用 15251554.3.1場(chǎng)地布置 15256504.3.2鋼圍堰下放BIM技術(shù)交底 16226584.3.3模板受力分析 18234024.3.4鋼筋工程 2022055結(jié)論 227919參考文獻(xiàn) 24引言橋梁施工技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)擁有幾千年的歷史，例如遠(yuǎn)近聞名的趙州橋、安平橋等，經(jīng)歷了千年的發(fā)展，依然保持完好，充分體現(xiàn)了古代人民的施工水平，進(jìn)入近代以來(lái)，我國(guó)的橋梁工程技術(shù)也在不斷發(fā)展，工程師們不斷尋找新的方案來(lái)提高橋梁跨度、解決橋梁結(jié)構(gòu)問(wèn)題，改善了原有的施工技術(shù)，取得了重大突破。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始興建大型橋梁項(xiàng)目，例如楊浦大橋、南浦大橋等等，意味著我國(guó)的橋梁建設(shè)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。截至2017年，我國(guó)已經(jīng)自主興建了百余座公路橋梁。多年以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)缺乏BIM相關(guān)的軟件和管理技術(shù)，導(dǎo)致很多橋梁工程都依然使用傳統(tǒng)管理理念，但橋梁工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度較高，工期也很長(zhǎng)，如果不能及時(shí)引入BIM技術(shù)，就會(huì)導(dǎo)致很多分項(xiàng)目之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)集成管理，對(duì)于項(xiàng)目部來(lái)說(shuō)也無(wú)法做到統(tǒng)籌兼顧，所有管理軟件都是相對(duì)獨(dú)立的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享。之后國(guó)內(nèi)也引入了先進(jìn)的BIM管理技術(shù)，首先應(yīng)用與房屋建筑工程，隨后逐漸發(fā)展到公路施工項(xiàng)目、橋梁施工項(xiàng)目當(dāng)中，有效提升了建設(shè)項(xiàng)目的管理效率[1]。但國(guó)內(nèi)關(guān)于這方面的研究成果還比較匱乏，本篇論文以虎門(mén)二橋?yàn)橹饕芯堪咐P者搜集了國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)資料，結(jié)合從虎門(mén)二橋項(xiàng)目管理中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，探討了BIM在國(guó)內(nèi)施工項(xiàng)目上的實(shí)際應(yīng)用情況，希望能幫助其他施工項(xiàng)目借助BIM技術(shù)來(lái)解決更多的問(wèn)題。BIM技術(shù)相關(guān)理論BIM技術(shù)的概念所謂BIM技術(shù)，指的是一種建筑信息模型，已經(jīng)被西方國(guó)家廣泛應(yīng)用于建筑施工項(xiàng)目的管理工作當(dāng)中，借助這項(xiàng)技術(shù)可以充分調(diào)動(dòng)各方資源進(jìn)行整合，也可以通過(guò)軟件模擬施工四維圖形，提前發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)能夠有效提升建筑施工項(xiàng)目的工作效率和工作質(zhì)量[2]。在建筑工程進(jìn)行的過(guò)程中，如果借助BIM技術(shù)對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，就能有效提升項(xiàng)目的施工水平，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中潛在的風(fēng)險(xiǎn)，幫助管理者理清思路，必要時(shí)也能針對(duì)質(zhì)量管理提供一定的技術(shù)支持。另外，由于BIM技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)，所以通過(guò)這個(gè)技術(shù)搭建的施工模型十分可靠，可以根據(jù)事先模擬的施工流程來(lái)把控今后的施工進(jìn)度、提升施工質(zhì)量，盡早事先施工目標(biāo)。BIM技術(shù)的特點(diǎn)模擬性通常在建筑施工項(xiàng)目正式開(kāi)展之前，都需要有項(xiàng)目經(jīng)理部聯(lián)合各個(gè)部門(mén)進(jìn)行一次模擬實(shí)驗(yàn)，包括建筑外形的模擬、建筑使用性能的預(yù)估、確定施工要點(diǎn)和施工難點(diǎn)等等。如果引入BIM技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)以上所有場(chǎng)景的模擬，不僅擁有了常規(guī)模擬工具，還能模擬出建筑燈光效果，預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)，模擬消防通道等，功能較為齊全，也能通過(guò)事先的模擬分析結(jié)果來(lái)控制施工成本，幫助施工方和投資方獲取更高的利潤(rùn)，減少資源浪費(fèi)[3]。延續(xù)性由于BIM技術(shù)中自帶了三維數(shù)據(jù)庫(kù)，可以把所有施工過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錄入軟件分析系統(tǒng)，隨后便會(huì)生成建筑模型，同時(shí)可以分析施工成本、施工風(fēng)險(xiǎn)等，為管理人員今后的管理工作提供有效依據(jù)[4]。與此同時(shí)，BIM技術(shù)還擁有可持續(xù)性的特征，從施工準(zhǔn)備階段到竣工驗(yàn)收階段，都可以借助這項(xiàng)技術(shù)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬和分析，幫助項(xiàng)目經(jīng)理部實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理，也能及時(shí)提供各個(gè)施工環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，提高施工效率。BIM技術(shù)在橋梁工程施工階段的應(yīng)用研究BIM技術(shù)的應(yīng)用思路及框架對(duì)于建筑企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要不斷引進(jìn)掌握了BIM技術(shù)的優(yōu)質(zhì)人才，同時(shí)也要對(duì)企業(yè)內(nèi)部的人才進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，在培訓(xùn)時(shí)重點(diǎn)傳授BIM的操作能力、建模能力，提高施工人員和管理人員對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的掌握能力和理解能力，在企業(yè)內(nèi)部建立一支專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)。建筑企業(yè)在決定自身的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)，需要通過(guò)以下三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮：第一，從短期發(fā)展計(jì)劃來(lái)看，可以挑選一部分工程作為試點(diǎn)工程，引入BIM技術(shù)進(jìn)行管理，在管理過(guò)程中保留所有的數(shù)據(jù)，便于今后進(jìn)行研究分析；第二，從中期計(jì)劃來(lái)看，需要充分結(jié)合前期關(guān)于BIM技術(shù)應(yīng)用得出的疑問(wèn)和分析結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探討，反思該項(xiàng)技術(shù)使用過(guò)程中存在的問(wèn)題；第三，從長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，不僅要把BIM技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)前的施工項(xiàng)目當(dāng)中，還要考慮BIM技術(shù)在其他領(lǐng)域的發(fā)展，公司根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)的特征制定全新的發(fā)展方向和發(fā)展規(guī)劃，把長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃劃分為多個(gè)不同階段。明確不同發(fā)展階段需要達(dá)成的目標(biāo)[5]。除此之外，由于BIM技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，建筑企業(yè)也需要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行仔細(xì)分析，對(duì)復(fù)雜程度進(jìn)行分級(jí)。應(yīng)用點(diǎn)的選擇是否準(zhǔn)確，會(huì)直接影響今后的項(xiàng)目發(fā)展，不僅要符合應(yīng)用目標(biāo)的實(shí)際需求，還要考慮其他因素，例如公司的發(fā)展需求、施工方的需求、項(xiàng)目的工期等等。建筑且有應(yīng)該根據(jù)規(guī)劃清單來(lái)設(shè)置不同的應(yīng)用點(diǎn)，標(biāo)注每個(gè)應(yīng)用點(diǎn)需要解決的實(shí)際問(wèn)題，需要達(dá)成什么樣的結(jié)果，需要哪些部門(mén)配合，由哪位負(fù)責(zé)人接管等等。除此之外，如果應(yīng)用點(diǎn)相同，在使用BIM技術(shù)解決需求的時(shí)候，需要考慮該技術(shù)在應(yīng)用點(diǎn)的應(yīng)用深度，而且應(yīng)用深度與項(xiàng)目自身的實(shí)際情況有直接關(guān)聯(lián)，因此在實(shí)際施工前，需要針對(duì)應(yīng)用方案作出預(yù)估[6]。BIM技術(shù)施工準(zhǔn)備階段的應(yīng)用從狹義層面來(lái)看，施工準(zhǔn)備階段指的是投資方與施工方針對(duì)施工項(xiàng)目達(dá)成協(xié)議，隨后便正式進(jìn)入施工階段。但橋梁工程與其他工程不同，每個(gè)分項(xiàng)目都必須根據(jù)前一個(gè)項(xiàng)目的施工進(jìn)度來(lái)決定開(kāi)工時(shí)間，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行，所以橋梁工程項(xiàng)目會(huì)長(zhǎng)期處于施工準(zhǔn)備當(dāng)中，每個(gè)部門(mén)會(huì)根據(jù)上一個(gè)項(xiàng)目施工部門(mén)的施工情況在做好自身的施工準(zhǔn)備工作[7]。之所以要做好施工前的準(zhǔn)備工作，主要就是為了確保后續(xù)的施工流程能順利開(kāi)展，也為所有重點(diǎn)環(huán)節(jié)提供技術(shù)支持。在施工前的準(zhǔn)備階段有以下幾個(gè)項(xiàng)目需要借助BIM技術(shù)進(jìn)行管理：方案模擬、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施計(jì)劃、大型構(gòu)件的運(yùn)輸方案、加工方案等等。相對(duì)于傳統(tǒng)的繪圖模擬來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)的模擬效果更好，可以提供更加直觀的視覺(jué)感受，作為BIM技術(shù)的管理人員，在分析施工圖紙時(shí)需要充分采納其他施工人員的意見(jiàn)，根據(jù)他們對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的描述來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件對(duì)施工方案展開(kāi)科學(xué)化的分析，盡可能減少施工過(guò)程中的矛盾，讓所有施工流程都能順利開(kāi)展。根據(jù)BIM技術(shù)模擬的結(jié)構(gòu)模型，來(lái)確認(rèn)今后的施工流程，計(jì)算施工進(jìn)度，還能借助這個(gè)技術(shù)對(duì)所有的施工步驟進(jìn)行延時(shí)，確認(rèn)各種不同施工方案的可行性，也能改善原有的工作效率。有了這項(xiàng)技術(shù)的支持也能及時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)劃，減少由于布局不完善而導(dǎo)致的安全事故，另外，對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō)，需要使用大量的鋼筋籠、預(yù)制模板等施工材料，可以根據(jù)BIM模擬技術(shù)提前準(zhǔn)備材料，準(zhǔn)確掌控材料使用數(shù)量，確保所有流程都能有序進(jìn)行。基于BIM技術(shù)的施工深化設(shè)計(jì)所謂深化設(shè)計(jì)過(guò)程，指的是充分了解設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供的設(shè)計(jì)方案和現(xiàn)場(chǎng)平面圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，對(duì)不足之處進(jìn)行補(bǔ)充。在深化建筑工程的過(guò)程中，需要仔細(xì)檢查施工圖紙，確保完全符合設(shè)計(jì)師提供的施工方案，一般設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)給出的橋梁拉索、支座等部位的圖紙僅有一個(gè)大樣圖，缺乏細(xì)節(jié)的描述，施工方需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)調(diào)整這些部位的施工方案，確認(rèn)最終施工方案后，提報(bào)給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和監(jiān)理方審批，完成深化設(shè)計(jì)[8]。在項(xiàng)目開(kāi)展初期針對(duì)施工方案進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，需要施工人員有充足的經(jīng)驗(yàn)和耐心，因?yàn)闃蛄汗こ痰墓ぷ髁窟h(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他類(lèi)型的建筑工程，因此在深化設(shè)計(jì)工作上難免會(huì)有所遺漏，而且很多設(shè)計(jì)圖紙上也無(wú)法完全展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)中的缺陷，如果不能引入相應(yīng)的技術(shù)模擬整個(gè)橋梁內(nèi)部空間和架構(gòu)，就很難一次性發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的所有問(wèn)題。基于BIM技術(shù)的施工方案模擬橋梁工程與建筑工程有著本質(zhì)上的不同，由于施工場(chǎng)地的水文環(huán)境和地理環(huán)境都會(huì)對(duì)施工進(jìn)度、施工方案造成一定的影響，而且隨著施工流程的推進(jìn)，會(huì)有很多大型施工設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，而由于施工場(chǎng)地的限制、施工成本的限制、投資方對(duì)于工期的調(diào)整等客觀因素，就會(huì)在施工過(guò)程中不斷調(diào)整原有的方案[9]。從橋梁項(xiàng)目的管理工作來(lái)看，如果引入了BIM技術(shù)，主要任務(wù)就是幫助項(xiàng)目部對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，借助一定的軟件把所有的圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化顯示，讓所有施工工藝、施工步驟都能一目了然，為施工方提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。把設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暥群芨叩娜S模型，可以幫助施工方了解各個(gè)環(huán)節(jié)的施工難點(diǎn)，也能對(duì)施工方案的可行性進(jìn)行分析，通過(guò)軟件模擬出的流線(xiàn)圖，可以了解設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)給出的施工流程是否合理，相關(guān)構(gòu)件的安裝是處理工藝是否符合投資方的實(shí)際需求，如果發(fā)現(xiàn)方案中存在問(wèn)題，可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。圖3.1為施工方案的模擬圖，可以把設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工流程通過(guò)軟件模擬出來(lái)，找出潛在的安全隱患，也能找出設(shè)計(jì)方案中不合理的地方，可以及時(shí)進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整，項(xiàng)目經(jīng)理部可以根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前準(zhǔn)備，確保在預(yù)計(jì)期限之前完成施工，最大程度上提高工作效率。圖3.1施工模擬過(guò)程演示基于BIM技術(shù)的施工現(xiàn)場(chǎng)臨建規(guī)劃具體應(yīng)用流程如下：（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①施工實(shí)踐模型；②現(xiàn)場(chǎng)道路、機(jī)械設(shè)備、材料以及安全設(shè)施的位置；③工程車(chē)輛出入數(shù)次數(shù)和時(shí)間；④現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境（2）操作程序①檢查所有關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)，確保所有數(shù)據(jù)都是真實(shí)準(zhǔn)確的。②根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合各個(gè)模塊的施工對(duì)象的特征，繪制出施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)模型，計(jì)算該施工模塊的旋轉(zhuǎn)角度等數(shù)據(jù)，檢查各個(gè)節(jié)點(diǎn)施工作業(yè)單元的檢查紅線(xiàn)位置是否完全處于固定旋轉(zhuǎn)角度半徑內(nèi)，并對(duì)該對(duì)象模型內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)修改，以便于以后施工時(shí)的檢查紅線(xiàn)準(zhǔn)確位置，避免紅線(xiàn)發(fā)生較大碰撞和形成阻礙物[10]。③機(jī)械材料堆放位置，特別是滅火設(shè)備、變電箱的位置應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)志，以確保放置位置的科學(xué)合理。④結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，在模型中設(shè)置監(jiān)視、門(mén)禁系統(tǒng)，觀察施工場(chǎng)地人員和車(chē)輛流動(dòng)的情況。⑤確定好現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛停放區(qū)域和進(jìn)行疏散通道布置。⑥每天需要生成監(jiān)控報(bào)告。相應(yīng)流程如下圖3.2所示：圖3.2基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)臨建規(guī)劃BIM技術(shù)在虎門(mén)二橋施工階段的應(yīng)用工程背景工程簡(jiǎn)介虎門(mén)二橋，又名南沙大橋，西起廣州東涌，連接廣州環(huán)城公路和廣澳高速公路，經(jīng)廣州石樓，東至東莞沙田，沿江連接廣深高速公路，橋梁總長(zhǎng)為12.89km，采用橋梁作為全線(xiàn)方案，橋面為雙向八車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)施工。大橋?qū)挾?0.5m，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h。是繼港珠澳大橋后又一個(gè)世界級(jí)橋梁工程。圖4.1虎門(mén)二橋圖4.2坭州水道橋工程重難點(diǎn)在虎門(mén)二橋項(xiàng)目中，共有四座主塔，其中大壩橋的主塔高度為260米，這個(gè)高度相當(dāng)于一個(gè)90層的高層建筑，該橋梁項(xiàng)目的施工規(guī)模打破了國(guó)內(nèi)的多項(xiàng)施工記錄，無(wú)論是材料生產(chǎn)還是施工工藝，都有較高的復(fù)雜性和專(zhuān)業(yè)性。其中東涌、東、海鷗島、沙田4座自行車(chē)互通式立交，大沙水道橋與大沙水道橋兩座專(zhuān)用特大橋。海鷗島就像是中部地帶的一塊跳板。圖4.3錨錠作為懸索橋，需要通過(guò)大量的錨錠來(lái)承擔(dān)橋梁兩端的拉力，本次工程項(xiàng)目的錨錠直徑為90米，滲入地下部分的墻體厚度為1.5米，地下最深處為42米，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)的地連墻基礎(chǔ)之最。橋梁項(xiàng)目使用了額超大跨徑、超高主塔、超大錨錠，也就意味著本次的施工規(guī)模也十分龐大，根據(jù)工程師團(tuán)隊(duì)提供的數(shù)據(jù)，本次橋梁工程需要耗費(fèi)44萬(wàn)噸鋼材，是迪拜塔材料用量的3倍，是鳥(niǎo)巢項(xiàng)目材料用量的4倍，這項(xiàng)橋梁工程對(duì)于國(guó)內(nèi)的橋梁建設(shè)來(lái)說(shuō)，具有里程碑式的意義[11]。圖4.4錨錠直徑BIM軟件及模型軟件選取（1）核心建模本次用于模擬橋梁結(jié)構(gòu)和施工流程的軟件為T(mén)ekla和Revit，這兩個(gè)軟件最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以很直觀地發(fā)現(xiàn)各個(gè)構(gòu)建之間是否存在連接不合理的地方，可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，確保施工過(guò)程中所有的工序都能無(wú)縫銜接。為了提前了解橋梁各個(gè)部件之間的線(xiàn)性聯(lián)系，采用了參數(shù)化的建模方式，可以有效確保橋梁的結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，圖4.5為箱梁模型，從圖中的信息可以得知，各個(gè)部件之間都是相互獨(dú)立的，如果后期修改某個(gè)局部位置時(shí)，影響其他部位的尺寸或者連接方式。圖4.6位整體橋梁模型圖。圖4.5Tekla箱梁樣板圖4.6Tekla橋梁模型Revit軟件很少被應(yīng)用在橋梁工程的建模工作當(dāng)中，但這個(gè)軟件的特點(diǎn)是操作較為簡(jiǎn)單，而且建模之后有很高的流暢度，因此很多橋梁項(xiàng)目也會(huì)采用這個(gè)軟件來(lái)進(jìn)行方案模擬。（2）可視化Lumion軟件是大型橋梁工程中經(jīng)常使用的一個(gè)輔助工具，可以模擬施工場(chǎng)景地圖，也還能對(duì)橋梁工程的施工過(guò)程、施工圖片進(jìn)行后期渲染和加工，并且支持多種格式的導(dǎo)入和導(dǎo)出，而且這個(gè)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)已經(jīng)保存了很多模型，可以直接調(diào)用這些模型來(lái)模擬施工過(guò)程，幫助項(xiàng)目部對(duì)每一個(gè)施工細(xì)節(jié)都能有清晰的認(rèn)知，該軟件的渲染效果比較逼真[12]。（3）結(jié)構(gòu)分析MidasCivil軟件屬于空間有限元分析軟件，可以借助這個(gè)軟件來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)化的空間進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析。midas軟件可以用于分析橋梁的限元模型，包括gen/civil/fea，gen主要分別是針對(duì)橋梁建設(shè)管理領(lǐng)域，civil主要是用于針對(duì)大型橋梁的設(shè)計(jì)施工管理領(lǐng)域，而fea則主要屬于一種高度低精度的橋梁有限元模型分析。civil工程自帶多種簡(jiǎn)支橋、鋼構(gòu)橋設(shè)計(jì)模型，在我國(guó)橋梁工程模型分析設(shè)計(jì)中的研究應(yīng)用比較廣泛。模型建立（1）樁基承臺(tái)模型本次設(shè)計(jì)的虎門(mén)二橋?qū)儆陔p跨吊懸索橋，橋梁上的三個(gè)墩承臺(tái)形狀和大小一致，但是樁的長(zhǎng)度各不相同，圖4.7為樁的正面圖和三維模擬圖。a)樁基承臺(tái)正立面b)樁基承臺(tái)三維模型圖4.7承臺(tái)模型（2）支座模型橋梁的上部和下部之間需要通過(guò)支座結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行連接，也能作為框架上的支點(diǎn)，今后橋梁上通車(chē)時(shí)，這些支點(diǎn)就會(huì)承擔(dān)主要的運(yùn)動(dòng)荷載，隨著橋梁上方物體的移動(dòng)，所承擔(dān)的荷載會(huì)呈橫向偏移的狀態(tài)。當(dāng)施工流程進(jìn)行打動(dòng)主體施工階段時(shí)，在10號(hào)墩和12號(hào)墩之間需要設(shè)置兩個(gè)支座臨時(shí)點(diǎn)，起到加固作用，合龍工序完成后，才能拆除這些加固裝置，根據(jù)工程師團(tuán)隊(duì)提出的設(shè)計(jì)方案來(lái)看，10號(hào)墩的承載力為1×106kn，圖4.8位支座模型圖。圖4.8支座模型（3）箱梁模型主橋與匝道橋箱梁的尺寸是不同的，其中一段上的箱梁分為兩種，標(biāo)準(zhǔn)段箱梁和異形箱梁，標(biāo)準(zhǔn)箱梁長(zhǎng)4.2米，異形箱梁長(zhǎng)2.2米，圖4.9a為標(biāo)準(zhǔn)箱梁的模擬圖；圖4.9b為異形箱梁的模擬圖。a)箱梁標(biāo)準(zhǔn)截面模型b)異形段箱梁圖4.9箱梁模型BIM技術(shù)在施工階段中的應(yīng)用場(chǎng)地布置虎門(mén)二橋項(xiàng)目屬于大型橋梁施工項(xiàng)目，施工范圍也比較光，主要包括綜合辦公樓區(qū)的施工、鋼材加工區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)指揮室、加工聚焦區(qū)等多個(gè)部分。綜合辦公區(qū)內(nèi)包括項(xiàng)目經(jīng)理部和其他管理人員內(nèi)的辦公樓，所有施工設(shè)備的儲(chǔ)藏室，鋼材加工車(chē)間，安全展示區(qū)等等。圖4.10為該項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)模擬圖。圖4.10虎門(mén)二橋臨建模型（1）駐地建設(shè)工程量統(tǒng)計(jì)當(dāng)完成了BIM模型的準(zhǔn)備工作后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所需要的原材料和施工量進(jìn)行了量化展示，具體見(jiàn)表4.1.表4.1臨建材料工程量序號(hào)名稱(chēng)單位數(shù)量清單計(jì)價(jià)1平整場(chǎng)地㎡10156.12硬化道路㎡1241.1C20混凝土3彩鋼板㎡884.96厚度50mm4彩鋼屋面㎡1587.9厚度50mm5CI擋板㎡36.53高度2m6現(xiàn)場(chǎng)圍欄㎡161.66直徑8鑄鐵管7場(chǎng)地硬化㎡8915C15細(xì)石硂（2）空間布置借助BIM技術(shù)對(duì)施工流程進(jìn)行模擬，可以提前發(fā)現(xiàn)施工流程中的缺陷，避免今后各個(gè)部門(mén)之間產(chǎn)生矛盾，尤其是項(xiàng)目上的高空作業(yè)環(huán)節(jié)、橋梁拉索施工環(huán)節(jié)，都是安全事故頻發(fā)的關(guān)鍵階段，如果能提前找出潛在的風(fēng)險(xiǎn)，就能最大程度上避免出現(xiàn)安全事故，提前控制施工場(chǎng)地的人流和車(chē)流。而且提前對(duì)施工流程作出規(guī)劃，也能幫助項(xiàng)目提高工作效率，提前計(jì)算車(chē)輛的行駛方向、大型施工設(shè)備的擺放等等，盡可能避免資源浪費(fèi)。鋼圍堰下放BIM技術(shù)交底（1）拼裝平臺(tái)搭設(shè)BIM技術(shù)還能把鋼結(jié)構(gòu)圍堰的設(shè)計(jì)方案、安裝工藝等模擬出來(lái)，根據(jù)模擬圖來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，既能提高鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，也能把所有構(gòu)件按照相應(yīng)的規(guī)定來(lái)進(jìn)行拼裝和焊接，確保與施工圖紙保持一致[13]。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，需要把所有的模板拆除，并重新設(shè)置第一節(jié)鋼管?chē)邩兜钠囱b模板平臺(tái)上，如圖4.11所示。圖4.11拼裝平臺(tái)搭設(shè)圖4.12首節(jié)圍堰下放（2）首節(jié)圍堰下放開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作時(shí)，需要找準(zhǔn)施工人員繪制的側(cè)板輪廓線(xiàn)，對(duì)準(zhǔn)所有的控制點(diǎn)，具體見(jiàn)圖4.12所示，組裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要準(zhǔn)確控制側(cè)板接頭位置的平整度，應(yīng)根據(jù)圍堰側(cè)板輪廓線(xiàn)以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員確定好的控制點(diǎn)位置進(jìn)行吊裝，如圖4.12所示。組裝時(shí)，需要對(duì)控制側(cè)板接頭位置的平整度進(jìn)行把控，確保組裝在砌塊之間的水平環(huán)板與頂部接板位置緊密相連。（3）鋼圍堰接高雙壁雙層鋼結(jié)構(gòu)圍堰在工前經(jīng)試驗(yàn)和拼裝、打標(biāo)后，分塊進(jìn)行吊裝裝運(yùn)到兩個(gè)支橋和棧橋上，由一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力吊直接將兩個(gè)圍堰全部掛入吊運(yùn)到預(yù)先設(shè)計(jì)的接高位置，采用對(duì)稱(chēng)方向拼裝的一種形式在兩個(gè)圍堰上分別進(jìn)行分段接高，每段進(jìn)行接高時(shí)，采用方向相反拼裝方式在兩個(gè)圍堰上依次進(jìn)行，防止造成圍堰內(nèi)部發(fā)生較大傾斜[14]。圖4.13a為第二十一節(jié)工程鋼結(jié)構(gòu)圍堰對(duì)稱(chēng)方向地下放置式施工情況示意圖，圖4.13b為現(xiàn)場(chǎng)整體施工情況照片。a)模擬視頻b)現(xiàn)場(chǎng)施工圖片圖4.13第二節(jié)鋼圍堰對(duì)稱(chēng)下放（4）鋼圍堰下沉著床當(dāng)該段圍堰加水連接至第四段，距離該段河床約0.5m左右立即自動(dòng)停止圍堰灌漿加水，通過(guò)多次反復(fù)的定位糾偏操作來(lái)順利完成對(duì)該段圍堰的二次精準(zhǔn)檢測(cè)定位。然后，均勻地向上灌水，使埋在圍堰的刃頭和腳能夠穩(wěn)固站立起來(lái)，繼之均勻地向下吸水，使埋在圍堰底部的水下沉工作到位。如果在進(jìn)行圍堰整體著地時(shí)被工作人員進(jìn)行檢查時(shí)未能發(fā)現(xiàn)其高度偏差很大，則我們可以先清除圍堰隔室內(nèi)因積水而滲漏致使的圍堰整體上浮，然后再對(duì)其進(jìn)行第二次精確度的安裝，直到其安裝精度基本達(dá)成一定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)圍堰臥式著床如圖4.14所示。圖4.14鋼圍堰下沉著床模板受力分析由于塔身建筑主體結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，塔身的組合模板一般都是采用了大型組合后的鋼模板，組合后的鋼模板主要用途是用于現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)模板吊裝制作工藝技術(shù)中一種具備通用性強(qiáng)、裝卸方便、周轉(zhuǎn)快和次數(shù)多的新型組合模板，用于制作現(xiàn)澆多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑主體結(jié)構(gòu)時(shí)，塔身的大型組合模板既然是可按照現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)要求進(jìn)行提前吊裝進(jìn)行加工拼裝，整體模板吊裝裝卸即可加工上崗,也同樣也是可以直接加工采用分段散裝或者小塊模板吊裝裝卸的制作辦法。在建筑模板系統(tǒng)施工的使用過(guò)程中,發(fā)生了各類(lèi)模板系統(tǒng)脹模施工事故的典型例子很少，導(dǎo)致這些脹模事故主要形成原因之一可能就是由于模板施工系統(tǒng)的正常運(yùn)行性和穩(wěn)定性存在不足，模板體系設(shè)計(jì)強(qiáng)度不合格。塔身混凝土體積較大，模板的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)混凝土澆筑至關(guān)重要。總所周知BIM作為有限元分析模型在建筑學(xué)領(lǐng)域的新變革,是從2D走向3D的一個(gè)轉(zhuǎn)型，目前，有限元分析模型的發(fā)展趨勢(shì)主要是與BIM軟件相互集成。如圖4.15所示，可以將Revit模型直接保存成IFC文件格式后導(dǎo)入至Midas軟件中，然后在Midas中重新建造Revit模型，通過(guò)Midas軟件建立的模型準(zhǔn)確度高、數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)，由于缺少與其他BIM軟件連接，無(wú)法對(duì)所有BIM模型進(jìn)行計(jì)算。Midas和Revit在使用模型組件時(shí)是不同的。首先，我們需要明確各種材料的類(lèi)別、截面和元素，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)和元素的相對(duì)地理位置設(shè)計(jì)和制作模型。圖4.15模型節(jié)點(diǎn)單元模型建立后，接下來(lái)我們將具體添加了一個(gè)荷載的公式組合，混凝土對(duì)于瀝青模板側(cè)的水平壓力也應(yīng)該會(huì)因此起到一些抑制作用，根據(jù)這個(gè)公式測(cè)量，壓力的臨界數(shù)值應(yīng)該會(huì)因?yàn)闈仓炷翆?duì)于澆筑模板高度的不斷提升而逐漸有所增加；但是當(dāng)澆筑高度已經(jīng)完全達(dá)到我們規(guī)定的臨界壓力值時(shí)，側(cè)水平壓力并沒(méi)有完全得到減小，此時(shí)的最高側(cè)水平壓力數(shù)值應(yīng)該指的是新開(kāi)始澆筑的瀝青模板混凝土?xí)r的最高側(cè)水平壓力[15]。側(cè)向沖頭壓力最高的鋼筋澆筑高度被人們稱(chēng)為鋼筋混凝土的有效側(cè)向壓頭。一般的施工情況下，根據(jù)實(shí)際的施工需求，增加了由于螺筋鋼模板的自重和由于鋼筋混凝土整體澆筑所需而產(chǎn)生的較大施工應(yīng)力荷載，再增加荷載工況，如圖4.16b所示。a)側(cè)模所受施工荷載b)荷載組合工況圖4.16荷載添加最后通過(guò)進(jìn)行面板運(yùn)動(dòng)應(yīng)力原理設(shè)計(jì)分析，可以得到本次塔體面板結(jié)構(gòu)如圖中3.16所示，由于本次塔體面板縱向的對(duì)應(yīng)的拉桿螺栓橫向設(shè)置，使得整個(gè)塔體在本次施工處理過(guò)程設(shè)計(jì)中的彎曲應(yīng)力寬度能夠完全滿(mǎn)足要求。鋼筋工程橋梁工程中，鋼筋工程始終是施工、預(yù)算、建模的重中之重，而且在CAD時(shí)代，鋼筋工程是二維的，雖然這種技術(shù)能夠完全滿(mǎn)足普遍的施工需求，但不可能實(shí)現(xiàn)三維的可視化。特別是對(duì)于橋墩、梁體等保護(hù)層以下的鋼筋，由于受到橋型變化的影響，難以取得良好的工程量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和直觀的展示。箱梁主筋主要由兩個(gè)組成部分，一部分指的是預(yù)應(yīng)力鋼筋，包括為了保證箱梁的橋體剛度而沿著大型橋梁的縱向、橫向和豎向進(jìn)行布置的預(yù)應(yīng)力鋼筋，另一部分指的是承載箱梁主筋，它通常指的是與箍筋相互連接，形成一個(gè)截面的鋼筋骨架，以有效地加強(qiáng)箱梁的結(jié)構(gòu)整體性。該大橋的預(yù)應(yīng)力鋼筋不僅規(guī)模龐大，而且數(shù)目繁多，在這樣的情況下，布置預(yù)應(yīng)力鋼筋就更加困難，通常有三種解決方法如下。（1）把一個(gè)鋼筋的圖像和樣式以三維模型的方法和形式直接導(dǎo)入到Revit中，然后以家族的方法和形式直接插入一個(gè)鋼筋到另外一個(gè)橋梁的模型中，這種方法使得我們應(yīng)該采用的最多，也最方便，在家族中通過(guò)設(shè)置一個(gè)曲線(xiàn)和參數(shù)，就可以直接改變一個(gè)鋼筋的長(zhǎng)度和形狀，避免了重復(fù)進(jìn)行建模。（2）使用Dynamo等參數(shù)化軟件來(lái)構(gòu)造曲線(xiàn)的參數(shù)，然后將其導(dǎo)入Revit中，參數(shù)化建模的操作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，但有助于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不斷地進(jìn)行調(diào)整。（3）Revit2018版本就是針對(duì)異形混凝土配筋而開(kāi)發(fā)的一種新功能，適合變截面的橋墩和箱梁。結(jié)論本文以我國(guó)橋梁工程為研究背景，在深入地研究國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，以相關(guān)的技術(shù)理論和實(shí)踐案例作為研究依據(jù)，通過(guò)分析對(duì)橋梁工程施工各個(gè)階段BIM技術(shù)的運(yùn)行與應(yīng)用進(jìn)行了深入系統(tǒng)的探討。中國(guó)對(duì)BIM技術(shù)的推廣、應(yīng)用與發(fā)展從技術(shù)層面來(lái)看，主要是在民用建筑的設(shè)計(jì)中，在橋梁工程中的應(yīng)用比較少。（1）近年來(lái)，BIM技術(shù)直到最近才被引入到城市軌道交通項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，主要用于地鐵站，道路，橋梁和周?chē)h(huán)境的視覺(jué)設(shè)計(jì)以及傳輸線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)。考慮到BIM技術(shù)的當(dāng)前應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r，在將來(lái)，它可以在鐵路工程的許多階段發(fā)揮重要作用，包括3D可視化，分析設(shè)計(jì)和優(yōu)化，協(xié)作和資源共享。（2）在城市交通的初步規(guī)劃階段，在對(duì)BIM的可行性進(jìn)行研究基礎(chǔ)上，運(yùn)用BIM來(lái)構(gòu)建一種適合于城市交通發(fā)展的建筑信息模型。構(gòu)成該模型的要素包括地理環(huán)境，如道路、橋梁、地理、管道、特殊結(jié)構(gòu)等，以及有關(guān)技術(shù)研究、自然科學(xué)研究、社會(huì)科學(xué)研究以及人文和經(jīng)濟(jì)學(xué)的信息和數(shù)據(jù)；在工程設(shè)計(jì)，施工和運(yùn)營(yíng)階段實(shí)施BIM技術(shù)模擬可以減少不必要的人工成本，另一方面，可以簡(jiǎn)化流程并節(jié)省人工，確保保護(hù)工人的人身安全。（3）基于BIM工程軟件的風(fēng)險(xiǎn)分析，它可以有效地減輕工程風(fēng)險(xiǎn)，