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灞河大桥简介
  随着“丝路经济带”建设的兴起,蓝田县加快了招商引资的步伐,根据西安市政府批文中指出的“补充县城远景向县城以南发展的用地规划”的精神,蓝田县提出了县城发展的“南充、北扩、西开发”的总体思路。加强对城西片区改造,打造新的经济增长点,构筑县城西部地区的经济增长极;同时,城市新的居住区和部分办公单位也集中于此区域,城西新区的建设对于提升城市综合实力和品质,对于蓝田县的发展有着重大的意义,是中心城区主要的发展发向。
  蓝田县西区灞河大桥位于蓝田县西区宏观规划经济新区,地处灞河沿岸,具有良好的生态景观。该项目属于城市支路,设计起点位于灞河东岸,终点位于灞河西岸,全长263.423米,宽度12.5米。
  该工程主要为上跨灞河桥梁,主桥部分为中承式系杆拱桥(钢箱混凝土),跨径为22+80+22米,三跨连续;主拱截面为二次抛物线;吊杆为PES.ECW7-37拉索,钢丝采用环氧高强度钢丝,桥面为现浇预应力系、桥梁加桥面板组成。
  引桥部分为截面0.95×0.99米的装配式预应力空心板梁,跨径为20+14x2米,三跨简支。
  桥梁基础为均匀摩擦桩,分为排桩和群桩两部分,下部构造为双柱式墩身及盖梁,桥台采用桩柱式桥台。
  灞河大桥是华山路桥集团建设的第一座钢管混凝土系杆拱桥,也是首次将BIM技术应用到了施工建设当中,在整个设计与施工过程中,BIM技术在实施、沟通、检查 、模拟方面的优势非常明显。
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  蓝田县西区灞河大桥位于蓝田县西区宏观规划经济新区,地处灞河沿岸,具有良好的生态景观。该项目属于城市支路,设计起点位于灞河东岸,终点位于灞河西岸,全长263.423米,宽度12.5m米。
  该工程主要为上跨灞河桥梁,主桥部分为中承式系杆拱桥(钢箱混凝土),跨径为22+80+22米,三跨连续;主拱截面为1.2m~2.088m×0.6m,拱轴线线性为二次抛物线,矢跨比为1:5(f=16m,L=80m)。边拱截面为1.5m×0.9m,拱轴线线型为R=55.2米的圆曲线,矢跨比为1:4.81(f=4.573m,L=22m);吊杆为吊杆为PES.ECW7-37拉索,钢丝采用环氧高强钢丝,标准强度为1670MPa,桥面为现浇预应力系、横梁+桥面板组成。
  引桥部分为截面0.95×0.99米的装配式预应力空心板梁,跨径为20+14×2米,三跨简支。
  桥梁断面为12.5米宽,分为0.15人行护栏+2.1米人行道+0.5米防撞护栏+7米车行道+0.5米防撞护栏+2.1米人行道+0.15人行护栏。
  桥梁基础为均为摩擦桩,分为排桩和群桩两部分,下部构造为双柱式墩身及盖梁,桥台采用桩柱式桥台。
  ①建设过程中现浇支架的搭设困难,考虑因素较多如洪水、支架稳定性,后续的张拉工序等。
  ②工程体量小,容易造成工序衔接不到,出现窝工,材料周转消耗过大的问题。
  ③钢结构安装中,定位和安装过程控制的难度较大。
  ④汛期内施工受洪水影响造成的安全生产控制难度较大。
为了解决这些困难,项目组采取了一系列措施:
  首先是克服是河水及洪水影响。该工程所处灞河段补水主要受秦岭山脉和陕南地区雨水影响,5月至10月份为河水水位最高时段,同时也是洪水频发的高危时段,根据近10年水文资料显示最高洪水水位超过4米,已接近河堤顶面。根据水位资料以及大量走访调查,根据阶段性施工进度疏通河道,再采用施工便道与围堰相结合的分段筑岛围堰方式改河分流施工;同时也与灞河上游陕南地区气象部门及李家河水库密切联系,对极端雨水天气提前发出预警,施工现场周转材料堆放不超过3天使用量,减少财产损失。
  其次是采用了贝雷梁与满堂支架组合式支架,从而避开洪水频发时段进行搭设。在主桥现浇支架方案的选定及搭设上,由于水文、地质环境及施工序的要求,采用了贝雷梁与满堂支架组合式支架,从而避开了洪水频发时段进行搭设,降低了施工安全风险及财产损失风险。
  在这其中,最关键是一项技术是大量采用BIM虚拟施工。在钢拱肋合拢上,由于洪水的影响和工序的限制,钢拱肋合拢安排在11月底进行,运用了BIM虚拟施工技术,提前在加工场内进行预合拢拼装,并对一些小型构建进行提前焊接,避免了施工现场拼装及低温焊接,现场合拢焊接时间选定在中午温度最高时段,并对焊接件提前预热以保证焊接质量,同时也运用BIM虚拟施工技术,对钢拱肋合拢进行精准控制。
  通过精准建模,实现了复杂结构的精准算量,如:主拱钢结构工程量计算、结构混凝土计算、钢筋计算等等,通过准确算量,不仅减少了大量传统计算时间,而且通过与设计量进行对比,发现了设计量的偏差,并通过设计变更,争取了经济效益。
  通过BIM模型虚拟施工,提前解决了大量平面图无法预知的结构碰撞问题,如钢绞线与钢拱的碰撞问题、钢筋与钢拱的碰撞问题、支座与抗震榫的碰撞问题等。通过碰撞分析,提前通过设计进行变更,避免了施工过程中的返工,节约了时间,同时也减少了施工成本。
  通过BIM模型的建立,对复杂结构进行了全方位的展示,通过模型对现场施工进行安全技术交底,做到了简单、直观、通俗易懂,使技术人员及现场作业人员,更容易熟悉施工过程中的重难点控制,确保了工程质量。
  通过BIM技术与力学模型相结合,有效地进行了结构受力分析,对桥梁支架布置形式更科学、更合理,既保证了工程施工安全,又节约了费用。
  灞河大桥是华山路桥集团建设的第一座钢管混凝土系杆拱桥,也是首次将BIM技术应用到了施工建设当中,在整个设计与施工过程中,BIM技术在实施、沟通、检查 、模拟方面的优势非常明显。
  BIM技术的一个优越性就是其模拟功能,在建造前已经把整个施工模拟出来,获得了对项目完整的理解,迅速找到最优的设计方案,发现并解决设计方案中潜在的不合理预算投入和设计过程中的疏漏,真正施工过程中一切均在计划之中。BIM对任何人而言,消除了不可预见的错误,有效管理了他们的责任。BIM可以很容易模拟真实施工过程。项目模型成为连接时间、费用和任何数据信息的网络数字信息中心,这给出了一个项目的全貌,保证工程按计划顺利实施和按时交付。借助BIM卓越的发现与搜索工具,实行高效快速的设计交流审查,确保了项目实施速度,并进一步改善了设计方案的品质。
  同时,通过BIM技术,创建了一个每个人都可以非常容易观察、探究和理解的3D模型,从而使团队合作更为有效,与设计师沟通其设计意图更为便捷,更方便与承包、分包团队及他们的供应商、合作伙伴、客户讨论、审核,减少了交流时间,提高所有参与方对项目的理解。
  在灞河大桥工程中,BIM这些特质很好地得到了实现。在大桥施工前,已经将大桥模型创建出来,使得每个人都可以直观的看到大桥内部的情况以及施工完成后的各种概况。而且在模型中可以反映各种各样的问题,包括施工图中可能存在的错误。譬如在施工前,通过BIM建模,发现了#3、#6桥墩高程不符,及时沟通设计方对其进行了调整,从而直接将施工问题解决在施工之前。在建造前,根据施工日志对施工流程进行了模拟,更直观地表现施工过程。
  但是,因为该大桥毕竟是华山路桥集团第一次将BIM技术应用在桥梁建设当中,那时,该公司BIM小组刚刚成立,技术人员大多都是在进行试探性的研究探讨,建模、算量、等各方面与造价算量相关的工程前期工作都存在滞后性,而在模型中反映细部的问题,在施工过程中比较难实现。
  据该项目总工程师祁熙鹏介绍,针对施工过程中出现的问题,他们下一步将对BIM技术进行了优化:一是在后续项目中,对整体项目(从工程招标对甲方的施工工序动画模拟演示,到施工完成时工程量的结算)进行贯穿整个项目的BIM技术应用,使得BIM技术为工程创造出更大的效益。“在这方面我们已经进行了相关技术的研究和学习,并取得了一定的效果。”二是在工程投标阶段就实现BIM技术与相对工程的同步运行。三是在施工现场实现与BIM技术更加密切的结合。“除了构建材料算量、结构碰撞等常规应用之外,在一些小的细节,比如一些临时性小构件的设计,也进行BIM技术的利用,同时探讨更深入的应用方法。”祁熙鹏介绍说。
  建桥人是质朴的,而陕西的建桥人尤为质朴。在采访中,当问及在建设灞河大桥的过程中收获了什么,华山路桥技术中心主任荣学文和项目总工程师祁熙鹏很少说到自己,他们用朴素的话语道出了建桥人“实干兴国”的情怀。
  “灞河大桥的建设填补了我们公司关于建设钢管混凝土系杆拱桥的空白,锻炼了一批施工技术人员,并首次将BIM技术应用到了施工建设当中,为我公司后续的BIM技术发展奠定了一定的基础。”荣学文说。
  祁熙鹏则从“工科男”的角度,分析了BIM技术在日后桥梁建设中的应用及未来发展方向。他说,“我认为我国的桥梁建设应该依托BIM技术,特别是结构复杂的大型和特大型桥梁,并且应该不断的提高劳务人员的技术水平。”关于BIM的应用,“第一,BIM技术在施工企业的落地,首先应设立试点项目,且应该有现场专业的技术人员牵头实施;第二,企业BIM中心的工作要点不应该是建模这么简单,应该首先要搭建稳定的企业BIM管理组织构架,让基层的BIM应用常态化,培养BIM技术人才深入研究BIM,同时建立完善企业的BIM族库;第三,企业的根本目标就是盈利,BIM技术的应用能够为企业降本增效,提高企业的核心竞争力,未来的建设领域,科技创新才是核心竞争力,因此BIM技术大有可为。”
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