228米独塔自锚式悬索桥BIM施工技术汇报

2019/10/30
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来源:湖南BIM联盟
作者:佚名
简要:昭华湘江特大桥以下称昭华大桥,位于长株潭核心区域为湘潭北门户地标建筑,是G320湘潭绕城线的控制性工程,主桥为主跨为228米的独塔自锚式悬索桥,引桥为现浇箱梁和预制T梁,桥梁全长1329米,宽39.5米,双向六车道,项目总投资5.8亿元。

一、工程简介

昭华湘江特大桥以下称昭华大桥,位于长株潭核心区域为湘潭北门户地标建筑,是G320湘潭绕城线的控制性工程,主桥为主跨为228米的独塔自锚式悬索桥,引桥为现浇箱梁和预制T梁,桥梁全长1329米,宽39.5米,双向六车道,项目总投资5.8亿元。

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二、建设难点
为了凸显湘潭古称莲城的文化内涵,桥塔大胆采用新颖独特的莲花造型,完美诠释了莲城的城市文化,同时,大桥及自锚式悬索、箱梁、T梁等多种结构形式于一身,对于传统的设计和施工模式带来了新的挑战。协作要求高:本项目为大型复杂交通建设项目,涉及专业众多,团队之间协同工作复杂、沟通协调困难。复杂结构多:主桥、主塔、锚跨、缆索铸件等构件空间构造复杂、形状不规则,结构设计图纸绘制困难,结构分析模型建立困难。构建种类多:引桥、匝道和下部基础等大量类似构件,设计重复劳动多,方案调整及出图任务繁重。景观要求高:作为城市地标,既要造型新颖又要满足高标准的量化和涂装要求,传统的二维设计难以满足要求。鉴于昭华大桥工程建设带来的挑战,湖南省交通运输厅决定依托本项目开展基于BIM技术的复杂桥梁建设应用研究。

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三、BIM技术在本项目的创新点
昭华大桥BIM技术取得了以下应用与创新:多专业同平台协同设计、复杂结构精细化设计、常规结构参数化设计、景观照明可视化设计。多专业同平台协同设计:基于Bentley平台搭建BIM协同设计平台,实现数据模型的协同管理和实时共享,基于软件平台,建立项目结构分类与编码指南,有利于不同构件的检索与引用,解决了多专业、多团队交叉设计中的协调、统筹、管理难题。

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复杂结构精细化设计:对于钢梁、索鞍等异型钢构件进行三维模型设计,其精度达到0.1毫米,可用于指导工厂加工制造。对莲花形桥塔、曲线型锚跨等结构进行精确性建模,并采用剖切、投影等手段快速出图,实现图纸与模型的联动修改,解决了复杂结构设计、绘图的难题,同时利用现有的三维数字模型连接到有限元分析软件,无需重复建模即可直接分析求解,提高了分析效率,解决了结构建模计算分析难题。

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常规结构参数化设计:以参数化的路线要素和结构断面模板,利用PCL参数化语言,对软件进行开发应用,奠定了常规下部结构参数化设计的基本架构,将全桥共16类下部结构统一归纳、入库、设计出图,解决了重复劳动多、冲突繁多的难题。

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景观照明可视化设计:进行项目涂装的展示与比选,结合DIALux照明分析软件,对于大桥的照明条件进行模拟分析,得到合理的光源布设和光照强度,解决了景观设计论证、优化手段落后的难题。

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四、BIM技术应用价值与效应
编制了一套交通行业的BIM构件编码标准,填补了我省行业空白,为后续项目实施提供示范和参考。提高了设计效率和质量,异型结构实现了百分之百模型出图,钢型梁、钢混结合段等其他主体结构出图率约75%。实现了设计与施工的无缝对接,设计从二维到三维的转变,更有利于设计意图的贯彻和实施,通过施工模拟和三维技术交底发现了结构物碰撞26处,避免了13项设计变更,节省工期近四个月。实现了“所想即所见、所见即所现”的可视化景观设计理念,优化了大桥的照明、亮化、景观等方案,确保设计质量,同时大幅度提高了决策速度。开展了复杂桥梁的全寿命周期BIM应用研究,在结构设计、分析计算、施工运维等阶段均开展的应用和探索,推进了BIM技术在复杂特大型桥梁项目上的纵深发展。昭华大桥是我省首个建设全过程应用BIM技术的特大型桥梁项目,在设计协同、精细建模、结构分析、参数化开发、可视化应用等方面开展的探索和研究,最大限度地减少了设计变更和施工问题,有效提高了工程建设效率和品质,为同类型项目的BIM技术应用起到了示范作用,所形成的一整套适应复杂桥梁项目的BIM解决方案,具有广阔的应用前景,必将为我省进一步实现交通建设的高质量发展注入新的动力。8203;

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