BIM技术下铁路工程项目管理应用

2022-09-21 16:31:51 来源:写作指导

摘要:为解决衢宁铁路项目施工中遇到的难点和问题,提高项目管理效率,项目前期引入了BIM技术,同时决定开发基于铁路项目应用特点的BIM云平台。该平台是以三维可视化模型为载体,以BIM应用点为核心,通过互联网技术,形成互连互动的协同管理信息系统,包含对项目质量、安全、进度、成本和文档资料等方面的集中管控,为BIM技术在铁路施工应用提供建议。

关键词:BIM云平台;铁路施工应用;组织方案;项目管理

1项目概况

新建衢州至宁德铁路1标,位于浙江省衢州市境内,正线全长40.71km。路基及附属工程30段23.16km;桥梁工程30座5877km;隧道6座12.24km,涵洞103座;车站4座。四电迁改工程40.71km,正线铺轨235.172km,站线铺轨57.20km,改建线路16.53km;全线955孔T梁的预制、架设;房屋、站场改造工程等。

2引入BIM技术的原因

引入BIM技术的原因有以下几个:①工程面临营业线点多线长,涉及7个专业,协调难度大,利用BIM协同平台提高协同效率;②站改复杂,安全风险高,各工序穿插施工,通过对施工组织方案进行模拟保证施工安全有序;③6座隧道长达12km,地质复杂,工期压力大,通过进度管控保证节点工期;④连续梁、顶进涵、公跨铁数量多、施工难度大,通过BIM技术对专项施工方案进行模拟保障了施工安全、提高了现场施工质量和效率。鉴于以上工程重难点,在项目前期策划过程中决定引入BIM技术以解决施工现场难点问题,提高施工质量、保证施工安全、为工程增收创效。

3BIM技术应用

3.1总体思路。项目BIM技术应用总体思路为:采用自主建模和自主应用的模式开展相关BIM技术应用,成立项目BIM技术应用攻关小组,BIM应用平台为企业自主研发的“RealBIM协同管理平台”。主要应用组织架构分为三级,第一层级公司BIM研究院,第二层级公司科技开发部,第三层级项目BIM小组。BIM研究院负责BIM技术应用的宏观政策导向、组织保障,公司科技开发部负责项目BIM技术应用的技术支持与培养相关BIM应用人才,项目BIM小组为BIM技术应用的具体实施单位。项目相关部门人员组建BIM团队,进行项目施工过程的BIM技术应用,应用过程及时反馈相关问题,公司给与解决。通过上下联动的方式,结合项目的具体施工难题开展相关BIM技术落地应用,同时在项目施工前期使用BIM技术,保证发挥出BIM技术的最大化效益。

3.2BIM技术应用准备。3.2.1组建团队。项目组建了BIM技术应用攻关小组,领导作为小组组长负责BIM技术的整体应用,克服项目BIM技术应用的中层阻力,项目BIM技术小组人员均取得相关BIM技能认证。3.2.2配备软硬件。配备了相关建模软件及BIM应用软件,均为正版软件,在软件方面保障BIM技术被顺利应用。硬件方面,建模端,计算机硬件平台为联想M8450T专业级图形工作站或更高配置,计算机数量满足BIM工作各相关部门的使用需要。应用端计算机不需要专用图形工作站配置,普通办公电脑配置即可满足。3.2.3搭建云平台。研发出铁路BIM技术,应用RealBIM云平台部署在企业服务器,同时取得了软件著作权。制定了BIM技术应用操作手册,分配各账号权限,并制定了相应BIM应用流程与管理制度。制定了统一的BIM技术应用操作手册,创建账号、分配权限,保证后期BIM应用有序实施。同时制定了BIM应用流程和管理制度。

3.3施工BIM应用。3.3.1拌和站场地布置。利用GIS模型在不影响周边生态环境的情况下,将东接县道北临国道的位置作为拌和站厂址。通过拌和站三维场地布置,辅助场地方案的论证和调整。3.3.2梁厂场地布置。对办公区、制梁区、存梁区等进行了合理布置,减少了的运梁路线进行了规划与模拟,确定了合理的运梁路线,缩短运距,提高运梁效率。3.3.3BIM+GIS。通过平台在线浏览模型,进行视景分析可以使管理人员清晰了解铁路沿线的地理环境,在临建选址、便道策划上起到了辅助决策的作用。3.3.4项目协同。基于模型对图纸问题进行在线会审与交流,消除歧义,提高协同效率。在施工现场发现质量问题时,随时拍照并上传平台挂接模型后提醒具体施工负责人整改,从而提高协同效率。3.3.5材料统计。在线提取各施工阶段材料用量,将材料用量导入到物资管理系统精确配置物料,严格卡控施工班组,施工现场限额领料,避免材料浪费。3.3.6进度管控。通过计划与实际进度模拟,指定工点负责人后系统自动发出预警推送,便于管理人员对下阶段工期计划进行及时调整,保证项目各施工节点工期。3.3.7工艺模拟。利用BIM技术三维可视化特点,制作了水中墩施工、隧道三级开挖施工等工艺模拟,通过可视化的模拟指导技术人员、作业人员,提高理解方案的效率,保证后期施工安全、质量。同时,形成可视化的三维作业指导书,用于指导新职工的教学。3.3.8三维定位。利用BIM技术三维空间定位预应力波纹管道,提前制作定位井字筋,保证预应力管道精确定位。3.3.90号段多孔振捣应用。BIM技术,模拟布置振捣管道,预知梁体碰撞点,及时对钢筋及预埋件进行微调,使振捣棒能够到达支座等钢筋密集处,解决了混凝土振捣密实性问题,特别是保证了桥梁支座钢筋密集处的混凝土实体质量。3.3.10三维可视化。对转体桥核心构件球铰进行三维可视化精细建模,提高对工程的实际指导作用。台车变截面模拟,以施工台车为基础,针对不同尺寸的隧道断面,模拟台车尺寸调节形式,以适应不同尺寸断面的施工。3.3.11碰撞检查将钢筋及钢绞线模型导入NavisworksManage中进行钢筋及钢绞线碰撞检测并生成碰撞报告,进一步排查确定碰撞点(共计104处)。提前发现碰撞点指导钢筋安装,确保钢筋绑扎顺利施工。3.3.12方案对比。运用BIM技术对两种不同施工方案进行动态模拟,综合分析连续梁0#满堂脚手架和预埋牛腿临时支架两种不同施工方案的材料消耗量、工程施工成本、施工速度以及现场施工实际情况,得出连续梁0#块采用预埋牛腿临时支架施工较合理。3.3.13受力检算。将BIM技术与Midas相结合,对0号段托架进行受力检算,保障临时支架的使用安全、可靠。3.3.14数值仿真。利用ANSYS软件进行隧道开挖数值仿真模拟,合理选择开挖方案,保障开挖安全。3.3.15安全管理。利用BIM技术创建安全模拟视频,将安全施工模拟视频导入多媒体安全培训箱,将施工的风险点和危险源列出,用于施工班组技术人员的安全培训,避免安全事故的发生,效果显著。3.3.16档案管理。将项目施工涉及的所有图纸、文件、施工过程中的数据资料等档案及时上传至平台并与具体模型挂接,统一管理,快捷检索,同时便于后期业主方运营维护。3.3.17“BIM+”应用。BIM+二维码,将平台生成的构件二维码下载打印后,张贴在各构件上,现场技术人员利用手机扫描后即可了解构件的所有参数,便于施工现场人员查询与管理。BIM+VR,项目制作了连续梁施工工艺VR体验和高空坠落、高空坠物等5项安全VR体验,通过VR体验,施工人员如临其境,保证了后期施工的质量和安全。BIM+AR,将创建好的BIM模型导入触摸一体机,扫描图纸可进行模型AR浏览(放大、旋转、剖切等),使管理人员、施工人员更加了解各构件的空间位置及形态。BIM+3D打印,将BIM模型数据转换后切片处理,进行相关复杂模型的3D打印,打印的模型用于展示、教学指导,效果显著。3D打印的模型定制化程度高,成本低。

4总结

目前铁路BIM技术应用尚属于探索应用阶段,没有形成成熟的技术路线及BIM应用解决方案。BIM技术已经成功应用于衢宁铁路站前1标施工中,取得了显著的经济、社会、环保效益,通过实践应用证明成果成熟可靠。应用研究总结形成了相对完善的铁路BIM技术应用解决方案,探索了BIM技术在铁路施工领域的应用点与价值点,并结合BIM技术在节能减排方面做了成功探索。成果适用于铁路等线性工程施工,且该研究项目是工程建设领域的必然方向,具有广阔的推广和应用前景。

作者:王猛 单位:中铁三局集团有限公司运输工程分公司