作品名称：BIM在徐盐铁路施工中的应用
参赛单位：中铁十五局集团有限公司
参赛人员：杨帆、王海舰、张永生、王广周、张留
一、项目简介
1.项目概况
徐宿淮盐铁路属于江苏省轨道交通“十二五”及中长期发展规划重要部分。徐盐铁路标由中铁十五局集团有限公司承建，首次将BIM技术和物联网应用在高铁施工中。
2.工程概况
起讫里程为DK83+182-DK114+667，正线长度31.526km，全标段为一座徐洪河特大桥，合同总工期41个月。
3.施工内容
三电迁改、改移道路、梁下部工程（桩基础、承台、墩身）、制架箱梁、现浇梁及桥面系等。其中（100+200+100）m连续梁-拱，位于高地震断裂带上，设计复杂，构件繁多，为同类型国内之最。
二、BIM技术应用原因
1.业主原因
希望借助BIM技术手段加强对质量、进度、安全、成本的管理，探索BIM技术在项目全生命管理周期的作用。
2.企业原因
积累和探索BIM在项目施工全过程阶段管理中发挥的作用。逐步改善传统粗放型的总承包管理模式，探索精细化项目管理模式。
3.项目原因
本项目为一座特大桥，存在体量大、战线长的特性；其中（100+200+100）m连续梁-拱跨徐沙河（河道宽70m，与线路交角32°），地震动峰值加速度0.3g，地质条件差，技术含量高，施工难度大，是本项目的重难点工程，在国内属连续-拱首例；作为线形项目，信息沟通不及时、管理难度大。通过信息化的手段，减少过程中可能会出现的问题，提高效率，缩短工期，节约成本。
三、BIM技术应用情况
基于Revit进行了全线31.5公里线路主体建模，目前特别是在长大高铁桥梁应用BIM技术方面是无案例可参考。基于对铁路桥梁施工BIM技术探索的前景展望及徐盐项目的实际特性，确定了BIM应用探究点。
全线进度管理应用；（100+200+100）m连续梁-拱应用；预制箱梁跟踪管理。
1.BIM技术基础性应用
1.1 集团标准族库建立
BIM在桥梁方面的应用不同于房建项目，基于Revit软件开发的族库尚未包含铁路方面，如桥梁、路基、隧道等方面的族库，对此，本项目进行了基于Revit桥梁方面的参数化族库建设，便于后期集团更多桥梁BIM应用。
1.2 基于BIM的工程量自动计算
（1）项目桩基多达9670根；
（2）采用Revit软件；
（3）搭建了桩基、承台钢筋等族库；
（4）初步实现了钢筋参数提取；
（5）为统计工程量奠定了基础。
1.3 利用revit对土建部分参数化建模
利用tekla对钢结构部分参数化建模
钢桁梁杆件细部模型创建
100+200+100m连续梁-拱部分参数化建模
拱部细部模型创建
1.4 设计图纸审核
48m钢桁梁通过建模发现下弦杆ME4的横梁腹板螺栓孔在杆件图与铁路路桥面板块图中不一致，及时与设计进行了沟通，提前进行了调整。
1.5 梁场场布优化
制梁场承担着箱梁预制生产任务，内部建有双机120拌和站，在二维图纸中通过空间想象各设施布置工作复杂且难以周全；
而基于模型，可以快速发现初始规划中的失误之处，对架梁机拼装位置以及存梁区位置进行调整。
梁场CAD图纸
梁场模型布置
现场布置
通过BIM5D平台，按照时间、流水段、构件等不同维度进行提量，节约时间80%，大幅度提高效率。
2.全线进度管理应用
2.1 传统进度管理及跟踪方式
传统文本的进度计划直观性差，无法实时跟踪，只能抽象表达进度过程。
难以发现计划不合理处，不能直观的对实际进度跟踪与分析。
2.2 基于BIM技术的进度管理及跟踪方式
（1）WBS任务分解
（2）Project进度计划
（3）BIM模型关联
（4）进度管理
3D建筑信息模型+进度计划=4D建筑信息模型(实现4D虚拟建造技术)
2.3 进度+无人机管理
通过无人机航拍与BIM平台进度模拟进行对比分析，对进度滞后段落进行现场勘测，制定赶工计划。
通过BIM5D平台数据集成，对月施工情况进行模拟，对进度滞后严重的架子队进行施工组织优化；通过模型对月度完成的混凝土设计量进行提取，与现场实际完成量进行对比，对超方严重的架子队进行重点监控并查找原因。
2.4 进度+二维码管理
针对全标段特殊结构进行了二维码进度管理，做到了对施工现场进度实时把控。
3.100+200+100m连续梁-拱应用
（100+200+100）m连续梁-拱跨徐沙河，地质条件差，技术含量高，施工难度大，是徐盐铁路的重难点工程。
3.1 利用AutoCADCivil3D建立地质模型
线路所经地区为华北准地台南缘之徐州断褶束、苏北坳陷。徐州断褶束和苏北坳陷以郯城—庐江断裂带为界，以西为徐州断褶束，以东为苏北坳陷。两大构造单元地质构造特征有显著差异，区域内基底断裂构造发育。
郯庐断裂带是一条巨型断裂带，其构造形迹由一系列近乎平行的呈北北东向展布的断裂组成，而且被北西向扭性断裂切割、错移。线路DK96～DK115段以大角度通过该断裂带，通过宽度约20～30km。该断裂带是一条现今仍在活动的强震构造带，1668年在郯庐断裂带曾发生郯城8.5级大地震，震中烈度高达八度。
3.2 100+200+100m连续梁-拱地质说明
地震动峰值加速度0.3g，位于高地震断裂带。同等地质条件为国内最大的连续梁-拱。
主墩521#、522#，孔径2m，数量60根，桩长90m。
地质条件复杂，桩长、孔径大为了防止因地层流动造成的串孔，利用信息化检测器大口径井径仪检测，保证了成桩质量。
井径仪监测数据：
通过Revit建立几种钢围檩结构模型，进行设计方案比选，最终根据选用结构性能符合要求的钢板桩结构。
钢板桩结构形式
钢板桩模型
钢板桩
3.3 基坑开挖方案模拟
基坑受力体系多变，基于BIM技术对基坑结构模型建立，进行设计方案预演，使体系转变可视化，有效的指导设计方案简算，更加直观便于专家论证。
连续梁-拱主墩基础紧邻航道，地质条件差，承台施工深基坑开挖难度大，施工顺序及受力情况十分复杂；通过迈达斯结构分析软件，对围堰结构进行了应变分析，确保了施工的安全性。
及时沟通：
钢筋建模发现图纸工程量错误，及时与设计单位进行了沟通。
碰撞检查报告：
通过navisworks进行了碰撞检查，共发现钢筋与波纹管碰撞多处，根据碰撞报告及时与设计单位进行了沟通，避免了因设计问题导致的误工情况。
优化：
优化前
优化后
基于模型演算进行0#块支架设计优化
对于钢筋复杂节点采用三维图纸交底，对现场施工人员作业更加便捷
由于连续梁分段悬臂浇筑，预应力孔道不好定位，通过模型对预留孔道位置进行精确定位，确保了后序施工过程中钢绞线能顺利穿束。
（1）改变传统钢筋下料单，采用钢筋模型下料单交底。
（2）施工过程中质量控制。
（3）通过钢筋翻样分析对比节省钢筋用量4.2%。
具有自动计算的功能，而且精度非常高，产生的误差小。能够根据频率来判定需要的油压，够实现对张力值的正确控制，而且随着设备的移动，可以精确的测量出需要的伸长量。
梁体智能张拉设备
张拉过程曲线图
智能张拉数据
对拱部安装进行模拟，以便更好更直观的对拱部安装进行交底、优化。对拱座、拱肋等主要结构的施工工序进行实际模拟。
3.4 BIM+3D打印
用3D打印技术将拱部复杂构件打印成实体模型，分解其细部拼装排布情况。
4.预制箱梁工序跟踪管理
4.1 预制箱梁传统管理模式
（1）状态控制难
施工状态掌握难
现场信息了解难
（2）进度控制难
工序衔接把控难
工料机具转换难
（3）沟通成本高
即时信息掌握难
信息沟通程序多
4.2 BIM模式箱梁生产管理模式
利用BIM技术与物联网技术，梁场的工序负责人利用手机移动端进行二维码扫描，轻松设置箱梁目前所处的状态后，施工现场调度人员即可利用电脑端或者手机端随时随地了解需用构件的当前状况，极大的降低了由于构件加工，运送延迟所导致的施工延期，有利地把控了项目整体进度。
4.3 预制箱梁需用计划录入
本项目现场调度员将每月预制箱梁需用计划录入BIM管理平台，依据预制流程设置不同跟踪阶段，并进行预警颜色设置。
用计划录入BIM平台挂接模型
32.6m节段预制梁模型整合
4.4 预制箱梁实际状态录入
预制箱梁工人可以充分利用手机端的便携性，随时随地扫面二维码，切换箱梁所处的实际阶段，并可通过手机端直接统计相应状态工程量。
4.5 预制箱梁状态查询及预警
现场调度员依据云平台所提供的数据分析处理结果，可以及时通过电脑端和手机端按照需用时间对箱梁状态进行查询，在网页端统计工序数量。现场调度员根据状态及时采取行动，避免进度延误现象的发生。
通过手机端二维码现场扫描信息后，PC端、web端进行统计，绿色表示正常完成，红色表示延期完成，随时统计开累，年累等数据统计。
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