創造數字化橋梁建造新紀錄 虛擬技術助力天塹變通途

      2020-01-02 19:14:37

      12月27日,中國建設工程BIM技術應用成果經驗交流會在深圳召開,由我集團依托大瑞鐵路怒江四線特大橋工程,完成的《大跨度鋼桁架橋BIM技術應用》獲第四屆建設工程BIM大賽綜合組一等獎,科技管理部部長、BIM中心主任黃欣應邀在會上作經驗交流。這是股份公司工程局板塊、也是集團公司首次獲得建設工程BIM大賽一等獎。12月30日,怒江特大橋主橋全部建成,創造集團數字化橋梁建造的新紀錄。

      中國建設工程BIM大賽與中國建設工程魯班獎(國家優質工程)均由中國建筑業協會評審實施,是目前國內認可度最高的BIM賽事。本屆建設工程BIM大賽共評選出綜合一等獎60項、二等獎105項、三等獎288項,單項一等獎27項、二等獎51項、三等獎122項,集團公司攬獲一等獎1項、二等獎1項、三等獎2項。

      大瑞鐵路怒江特大橋,是目前世界上最大跨度的鐵路拱橋。大橋位于云南省保山市,就在著名的松山會戰遺址腳下,橋位兩側山勢陡峭。橋梁全長1024m,橋面最高處距江面約230m,主橋采用490m上承式提籃拱。

      拱圈采用罕見的四片桁結構,內傾3.6578°、重達27,000t,由73萬顆高強螺栓將926根不同規格、形狀、單根重量近100t的鋼桿件,在230m的空中,像搭積木一樣懸臂、拼裝、組合,每根桿件對位的精度誤差不超過2mm。既需要解決艱險峽谷地形特大橋梁施工所面臨的一切難題,還需攻克因新結構、高精度帶來的重重技術難關。

      怒江特大橋充分利用BIM技術可視化、參數化、模擬性、優化性特征,將BIM應用貫穿場地布置、施工組織設計、施工方案編制、施工工藝交底等技術管理所有環節。首次在國內鐵路橋梁領域實現建造階段BIM技術全方位、全過程、全覆蓋。

      基于BIM的虛擬建造通過BIM模型將吊裝施工全程映射成虛擬環境,通過對模擬操作實現對施工過程的觀察、跟蹤、控制和引導,結合專家意見,最終達到驗證、調整、優化施工方案的目的。

      經過模擬,拱圈吊裝確定“先內后外、先下后上”的原則,優化吊裝組合,單個標準段吊裝11次、較散件吊主拱圈施工共減少吊裝次數156次、節約工期78天。

      基于怒江特大橋形成鋼桁架橋施工階段BIM模型精度、命名標準,模型庫、工藝庫,將高新技術融合進全壽命周期應用,且應用于同類橋梁。

      基于激光點云逆向建模與BIM模型比對,提高質檢效率、精度;采用逆向模型進行虛擬拼裝,消除累積誤差,減少人工預拼工作量。

      模擬真實場景的高空作業,充分優化工作空間,保證人員安全、易操作。

      BIM模型與力學模型融合,模擬桿件吊裝過程中遭遇突發場風時,桿件運動軌跡影響和碰撞干涉情況,在BIM模型中實現施工過程與結構變形、內力變化同步模擬,提供安全風險分析和應急預案參考。

      為鋼結構智能加工全過程提供加工模型、機器人操作場景,形成三維可視化施工數據檔案、工藝。

      集團公司依托怒江特大橋形成BIM項目全套組織模式,包括資源配置、人才培養、過程引導、目標達成、成果輸出等,試點在綜合管廊、山嶺隧道、軌道交通、市政道路、公民用建筑全面鋪開。

      2022年北京冬奧延慶管廊項目榮獲天津市建協BIM大賽一等獎、中國建設工程BIM大賽單項二等獎

      該工程是國內首個山嶺隧道管廊項目、北京區域首個TBM項目,也是集團公司首個自主實施的BIM項目。集團公司運用BIM技術在綠色場地布置,施工組織管理,方案、工藝的可視化交底等方面進行了基礎性的落地應用,并首次將BIM技術與TBM施工進行結合,后續將在廣州北江引水工程持續研究,為BIM+TBM融合做技術和經驗儲備。

      集團公司依托長大山嶺隧道項目,榮獲天津市建協BIM大賽一等獎、中國建設工程BIM大賽單項三等獎

      基于BIM模型,構建機械配套、施工方法、工程進度、地質圍巖可視化模式,將“數字工廠”融入大斷面隧道機械化施工施工,研究隧道機械化流水步距、流水節拍的模擬和優化,探索施工風險動態模擬、超欠挖統計分析。

      北京地鐵19號線一期05標段項目,榮獲天津市建協BIM大賽二等獎、中國建設工程BIM大賽單項三等獎

      依托昆明軌道交通6號線開展首個軌道交通BIM試點,摸索小體量項目BIM綜合應用及軌道交通BIM應用點,其后在北京地鐵19號線等項目持續開展研究。

      集團公司BIM中心成立以來,堅持人才戰略,以打造集團BIM人才 “骨架”、實現“血液循環”為目標,建立歐特克、達索、本特利認證講師團隊,舉辦基礎操作、場地布置、施組模擬和施工工藝模擬專項培訓共15期, 全集團496人次受訓,自主培養39人入選集團BIM人才庫。

      圍繞集團公司發展戰略,BIM中心秉承“統籌規劃、試點先行,以點帶面、復制推廣”的原則,將BIM技術應用劃分為技術解決方案、技術體系建設、平臺建設、全壽命周期應用、智能建造5個方面、23個課題,采用“課題制”形式依托試點項目研發、試點、推廣。

      通過對集團主流BIM軟硬件設施實行統籌統管,充分利用現有資源、有效控制投入,完成了ABD平臺體系建設;BIM技術體系建設、業務流程規范也已見成效。在數字建造領域申報專利67項、授權46項,組織天津市、股份公司、集團公司課題4項。下一步,將嘗試推動BIM技術與項目管理的融合,布局數字城市等前沿領域,助力塑造“數字建造”新品牌。

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