一座橋與一座城的發(fā)展遠(yuǎn)景
2016年6月30日，由華山路橋集團(tuán)建設(shè)施工的、橫跨灞河?xùn)|西岸的又一座大橋?qū)⒔ǔ赏ㄜ?，屆時，全長263.423米、寬12.5米的灞河大橋?qū)⑦B起藍(lán)田縣東、西城區(qū)，也為灞河增添了新的景觀。從此，“印象白鹿”將更方便地迎接八方賓客的參觀、游玩。
作為“絲路經(jīng)濟(jì)帶”建設(shè)的重要一環(huán)，藍(lán)田縣抓住歷史機(jī)遇，加快了招商引資的步伐，提出了縣城發(fā)展“南充、北擴(kuò)、西開發(fā)”的總體思路。在這一總體框架下，藍(lán)田縣進(jìn)一步加強(qiáng)對城西片區(qū)的改造，打造新的經(jīng)濟(jì)增長點，構(gòu)筑縣城西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長極。同時，城市新的居住區(qū)和部分辦公單位也集中于城西新區(qū)，加強(qiáng)這一地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對于提升城市綜合實力和品質(zhì)，以及示來發(fā)展有著非常重大的意義。在這樣的歷史境遇面前，灞河大橋應(yīng)運而生。
克服困難無數(shù)，終使橋連東西
灞河大橋位于藍(lán)田縣西區(qū)宏觀規(guī)劃經(jīng)濟(jì)新區(qū)，地處灞河沿岸，具有良好的生態(tài)景觀。該項目屬于城市支路，設(shè)計起點位于灞河?xùn)|岸，終點位于灞河西岸，全長263.423米，寬度12.5米。
從結(jié)構(gòu)上看，該工程主要為上跨灞河橋梁，主橋部分為中承式系桿拱橋（鋼箱混凝土），跨徑為22+80+22米，三跨連續(xù)；主拱截面為二次拋物線；吊桿為PES.ECW7-37拉索，鋼絲采用環(huán)氧高強(qiáng)度鋼絲，橋面為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力系、橋梁加橋面板組成。引橋部分為截面0.95×0.99米的裝配式預(yù)應(yīng)力空心板梁，跨徑為20+14x2米,三跨簡支。橋梁基礎(chǔ)為均勻摩擦樁，分為排樁和群樁兩部分，下部構(gòu)造為雙柱式墩身及蓋梁，橋臺采用樁柱式橋臺。
在該橋施工過程中，遇到了諸多困難，比如建設(shè)過程中現(xiàn)澆支架的搭設(shè)困難，考慮因素較多如洪水、支架穩(wěn)定性，后續(xù)的張拉工序等；工程體量小，容易造成工序銜接不到，出現(xiàn)窩工，材料周轉(zhuǎn)消耗過大的問題；鋼結(jié)構(gòu)安裝中，定位和安裝過程控制的難度較大；汛期內(nèi)施工受洪水影響造成的安全生產(chǎn)控制難度較大等。
為了解決這些困難，項目組采取了一系列措施。
首先是克服是河水及洪水影響。該工程所處灞河段補(bǔ)水主要受秦嶺山脈和陜南地區(qū)雨水影響，5月至10月份為河水水位最高時段，同時也是洪水頻發(fā)的高危時段，根據(jù)近10年水文資料顯示最高洪水水位超過4米，已接近河堤頂面。根據(jù)水位資料以及大量走訪調(diào)查，根據(jù)階段性施工進(jìn)度疏通河道，再采用施工便道與圍堰相結(jié)合的分段筑島圍堰方式改河分流施工；同時也與灞河上游陜南地區(qū)氣象部門及李家河水庫密切聯(lián)系，對極端雨水天氣提前發(fā)出預(yù)警，施工現(xiàn)場周轉(zhuǎn)材料堆放不超過3天使用量，減少財產(chǎn)損失。
其次是采用了貝雷梁與滿堂支架組合式支架，從而避開洪水頻發(fā)時段進(jìn)行搭設(shè)。在主橋現(xiàn)澆支架方案的選定及搭設(shè)上，由于水文、地質(zhì)環(huán)境及施工序的要求，采用了貝雷梁與滿堂支架組合式支架，從而避開了洪水頻發(fā)時段進(jìn)行搭設(shè)，降低了施工安全風(fēng)險及財產(chǎn)損失風(fēng)險。
在這其中，最關(guān)鍵是一項技術(shù)是大量采用BIM虛擬施工。在鋼拱肋合攏上，由于洪水的影響和工序的限制，鋼拱肋合攏安排在11月底進(jìn)行，運用了BIM虛擬施工技術(shù)，提前在加工場內(nèi)進(jìn)行預(yù)合攏拼裝，并對一些小型構(gòu)建進(jìn)行提前焊接，避免了施工現(xiàn)場拼裝及低溫焊接，現(xiàn)場合攏焊接時間選定在中午溫度最高時段，并對焊接件提前預(yù)熱以保證焊接質(zhì)量，同時也運用BIM虛擬施工技術(shù)，對鋼拱肋合攏進(jìn)行精準(zhǔn)控制。
通過精準(zhǔn)建模，實現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)算量，如：主拱鋼結(jié)構(gòu)工程量計算、結(jié)構(gòu)混凝土計算、鋼筋計算等等，通過準(zhǔn)確算量，不僅減少了大量傳統(tǒng)計算時間，而且通過與設(shè)計量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計量的偏差，并通過設(shè)計變更，爭取了經(jīng)濟(jì)效益。
通過BIM模型虛擬施工，提前解決了大量平面圖無法預(yù)知的結(jié)構(gòu)碰撞問題，如鋼絞線與鋼拱的碰撞問題、鋼筋與鋼拱的碰撞問題、支座與抗震榫的碰撞問題等。通過碰撞分析，提前通過設(shè)計進(jìn)行變更，避免了施工過程中的返工，節(jié)約了時間，同時也減少了施工成本
通過BIM模型的建立，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全方位的展示，通過模型對現(xiàn)場施工進(jìn)行安全技術(shù)交底，做到了簡單、直觀、通俗易懂，使技術(shù)人員及現(xiàn)場作業(yè)人員，更容易熟悉施工過程中的重難點控制，確保了工程質(zhì)量。
通過BIM技術(shù)與力學(xué)模型相結(jié)合，有效地進(jìn)行了結(jié)構(gòu)受力分析，對橋梁支架布置形式更科學(xué)、更合理，既保證了工程施工安全，又節(jié)約了費用。
BIM技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化
灞河大橋是華山路橋集團(tuán)建設(shè)的第一座鋼管混凝土系桿拱橋，也是首次將BIM技術(shù)應(yīng)用到了施工建設(shè)當(dāng)中，在整個設(shè)計與施工過程中，BIM技術(shù)在實施、溝通、檢查 、模擬方面的優(yōu)勢非常明顯。
BIM技術(shù)的一個優(yōu)越性就是其模擬功能，在建造前已經(jīng)把整個施工模擬出來，獲得了對項目完整的理解，迅速找到最優(yōu)的設(shè)計方案，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計方案中潛在的不合理預(yù)算投入和設(shè)計過程中的疏漏，真正施工過程中一切均在計劃之中。BIM對任何人而言，消除了不可預(yù)見的錯誤，有效管理了他們的責(zé)任。BIM可以很容易模擬真實施工過程。項目模型成為連接時間、費用和任何數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信息中心，這給出了一個項目的全貌，保證工程按計劃順利實施和按時交付。借助BIM卓越的發(fā)現(xiàn)與搜索工具，實行高效快速的設(shè)計交流審查，確保了項目實施速度，并進(jìn)一步改善了設(shè)計方案的品質(zhì)。
同時，通過BIM技術(shù)，創(chuàng)建了一個每個人都可以非常容易觀察、探究和理解的3D模型，從而使團(tuán)隊合作更為有效，與設(shè)計師溝通其設(shè)計意圖更為便捷，更方便與承包、分包團(tuán)隊及他們的供應(yīng)商、合作伙伴、客戶討論、審核，減少了交流時間，提高所有參與方對項目的理解。
在灞河大橋工程中，BIM這些特質(zhì)很好地得到了實現(xiàn)。在大橋施工前，已經(jīng)將大橋模型創(chuàng)建出來，使得每個人都可以直觀的看到大橋內(nèi)部的情況以及施工完成后的各種概況。而且在模型中可以反映各種各樣的問題，包括施工圖中可能存在的錯誤。譬如在施工前，通過BIM建模，發(fā)現(xiàn)了#3、#6橋墩高程不符，及時溝通設(shè)計方對其進(jìn)行了調(diào)整，從而直接將施工問題解決在施工之前。在建造前，根據(jù)施工日志對施工流程進(jìn)行了模擬，更直觀地表現(xiàn)施工過程。
但是，因為該大橋畢竟是華山路橋集團(tuán)第一次將BIM技術(shù)應(yīng)用在橋梁建設(shè)當(dāng)中，那時，該公司BIM小組剛剛成立，技術(shù)人員大多都是在進(jìn)行試探性的研究探討，建模、算量、等各方面與造價算量相關(guān)的工程前期工作都存在滯后性，而在模型中反映細(xì)部的問題，在施工過程中比較難實現(xiàn)。
據(jù)該項目總工程師祁熙鵬介紹，針對施工過程中出現(xiàn)的問題，他們下一步將對BIM技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化：一是在后續(xù)項目中，對整體項目（從工程招標(biāo)對甲方的施工工序動畫模擬演示，到施工完成時工程量的結(jié)算）進(jìn)行貫穿整個項目的BIM技術(shù)應(yīng)用，使得BIM技術(shù)為工程創(chuàng)造出更大的效益。“在這方面我們已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究和學(xué)習(xí)，并取得了一定的效果。”二是在工程投標(biāo)階段就實現(xiàn)BIM技術(shù)與相對工程的同步運行。三是在施工現(xiàn)場實現(xiàn)與BIM技術(shù)更加密切的結(jié)合。“除了構(gòu)建材料算量、結(jié)構(gòu)碰撞等常規(guī)應(yīng)用之外，在一些小的細(xì)節(jié)，比如一些臨時性小構(gòu)件的設(shè)計，也進(jìn)行BIM技術(shù)的利用，同時探討更深入的應(yīng)用方法。”祁熙鵬介紹說。
是收獲，也是期許
建橋人是質(zhì)樸的，而陜西的建橋人尤為質(zhì)樸。在采訪中，當(dāng)問及在建設(shè)灞河大橋的過程中收獲了什么，華山路橋技術(shù)中心主任榮學(xué)文和項目總工程師祁熙鵬很少說到自己，他們用樸素的話語道出了建橋人“實干興國”的情懷。
“灞河大橋的建設(shè)填補(bǔ)了我們公司關(guān)于建設(shè)鋼管混凝土系桿拱橋的空白，鍛煉了一批施工技術(shù)人員，并首次將BIM技術(shù)應(yīng)用到了施工建設(shè)當(dāng)中，為我公司后續(xù)的BIM技術(shù)發(fā)展奠定了一定的基矗”榮學(xué)文說。
祁熙鵬則從“工科男”的角度，分析了BIM技術(shù)在日后橋梁建設(shè)中的應(yīng)用及未來發(fā)展方向。他說，“我認(rèn)為我國的橋梁建設(shè)應(yīng)該依托BIM技術(shù)，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型和特大型橋梁，并且應(yīng)該不斷的提高勞務(wù)人員的技術(shù)水平。”關(guān)于BIM的應(yīng)用，“第一，BIM技術(shù)在施工企業(yè)的落地，首先應(yīng)設(shè)立試點項目，且應(yīng)該有現(xiàn)場專業(yè)的技術(shù)人員牽頭實施；第二，企業(yè)BIM中心的工作要點不應(yīng)該是建模這么簡單，應(yīng)該首先要搭建穩(wěn)定的企業(yè)BIM管理組織構(gòu)架，讓基層的BIM應(yīng)用常態(tài)化，培養(yǎng)BIM技術(shù)人才深入研究BIM，同時建立完善企業(yè)的BIM族庫；第三，企業(yè)的根本目標(biāo)就是盈利，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠為企業(yè)降本增效，提高企業(yè)的核心競爭力，未來的建設(shè)領(lǐng)域，科技創(chuàng)新才是核心競爭力，因此BIM技術(shù)大有可為。”
