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三维建模技术在桥梁施工中的运用

刘锐

黑龙江省隆兴公路勘测设计有限公司

摘要: 桥梁施工建设的目的是为人们的交通出行提供便利,而人们目前比较关心的问题就是桥梁的结构是否足够稳定。这需要施工单位从优化施工流程的角度,研究提升施工质量的方法。基于不同的自然气候及地质结构情况对桥梁建设工作的要求不同,因此,为了推动桥梁施工工作的稳步开展。本文重点介绍了三维建模技术的特点及应用优势,并结合工程建设实例,分析在桥梁施工中合理应用该技术的方法。
关键词: 三维建模;桥梁施工;运用方法
DOI:10.12721/ccn.2022.157083
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传统桥梁施工方案主要是在现场勘查的基础上,绘制施工图纸,然后结合平面图拟定施工方案,确定施工需要使用的技术方法和基础材料。这种施工方法虽然在目前应用范围比较广,但实际的操作流程复杂。基于信息技术的发展进步,施工单位正在积极研究应用三维建模技术提高工作质量,减轻员工施工压力的方法。

1.介绍三维建模技术的基本特点及优势

施工单位想要在桥梁施工过程中合理应用三维建模技术,就必须要先掌握这项技术的基本特点及应用优势。

1.1基本特点

三维建模技术是基于科技信息技术的发展而诞生的一种技术手段,旨在利用数字化技术将平面图转化为立体模型,这个环节涉及到对专业软件的操作。同时,这个技术的主要特点是:能够整合建设工程全生命周期过程中的所有信息,包括酝酿-设计-建造-运营-拆除多个阶段。然后,通过生成模型反映出来。在工程设计、建造、养护管理等方面有着良好的应用价值。

1.2应用优势

目前,应用效果比较好的三维建模软件主要以BIM技术为主,该技术在建筑施工行业中应用空间相对较为广泛。以桥梁建设工作为例,进行三维建模可以根据设计方案当中的数据,将桥梁的模型直观的展现出来。方便从美观性、实用性等角度分析施工方案是否能够符合本次工程建设的需求,然后进行合理的调整。同时,三维技术能带来最大收益的三个方面是:减少设计错误、提高生产率和提高质量控制效果。从而全面保障施工整体质量,延长桥梁的使用寿命。因此,目前各个施工单位都在积极研究,将三维建模技术合理应用于桥梁施工过程中的方法。

2.工程实例介绍

本文所介绍的桥梁施工工程位于我国北方地区,为跨越大型冲沟而设,最大桥高114.7m,上部结构采用预应力混凝土现浇箱梁,单幅桥箱梁为竖直腹板单箱单室断面,为三向(纵向、横向、竖向)预应力混凝土结构,箱梁顶横坡与路面横坡一致。跨径布置为(4×40mT梁)+(57+105+57m预应力连续刚构)+(3×40mT梁),桥梁总长506.0m。单幅桥标准桥面宽度为12.75m,墩台径向布置。

基于现场施工环境相对较为复杂,存在许多安全隐患问题。为了科学提升施工质量,保障桥梁建设工作的顺利开展。施工单位决定在工作中使用三维建模技术,对施工全过程进行可视化的管控工作,以解决新时期的桥梁建设难题。

3.应用三维建模技术进行桥梁建设的方法

在桥梁施工的不同阶段,都涉及到对三维建模技术的应用。施工单位应当根据不同环节的施工侧重点,科学研究优化施工流程的方法。

3.1前期设计环节

在设计阶段,施工单位需要分析桥梁参数设计工作是否科学合理,而根据参数信息制作立体模型,就可以对设计方案进行详细的分析。同时,设计环节的工作内容有很多,其中包括对施工材料、工具、施工技术手段的选择。还需要进行人员分配和管理,同时,桥梁的施工位置,造型结构等等,都是设计人员需要在方案中体现出来的内容。

在这个环节中,设计人员应当优先使用信息技术手段收集以往的施工数据信息,并结合市场上售卖的材料种类进行对比。做好前期准备工作之后,在桥梁施工模型中,尽早引入地质地形模型,规划场地布置(包括拌合站、材料堆放场地、项目部驻地、施工队驻地、钢筋场等前期临建设施)。目的是有效节约施工用地,减少临时设施的投入,从而降低施工成本。另外,通过对材料运输路线的方案进行模拟,可以最大限度的减少场内的运输,减少材料的二次搬运,避免材料磨损的问题而影响实际的使用效果。

3.2对施工过程进行指导

首先,确定好坐标系统、高程系统,列出桥梁起点与终点的高程信息、坐标信息以及与地质模型精确结合的高程、坐标控制点。其次,通过软件快速的获取任意部位混凝土浇筑方量、模板所需尺寸,指导施工班组对模板的下料、加工,以及为后续模板的定位提供准确的放样坐标,从而减轻测量人员的工作负担,减少工作中的误差。提高现场施工人员的工作效率,进而有效减少不必要的材料浪费。这要求施工人员每日记录工作完成情况,并将相关数据上传到网络平台当中,做好对施工数据的更新。然后通过信息技术将施工进度直观的展现出来,不仅可以及时发现施工环节存在的安全隐患,而且可以监督员工的工作效率和质量。

4.应用三维建模技术进行项目管理的方法

结合实际使用效果来看,目前,三维建模技术还可以用来对项目施工成本和施工材料进行全面的管理,并可以为施工安全提供基础保障。

4.1成本管理

施工单位的主要发展目标就是在保障工程建设质量的基础上,合理节约经济成本。而三维建模技术就可以应用于施工全过程的成本管控工作当中,首先,工作人员需要展开预算工作,然后通过建立桥梁结构模型,模拟施工过程。了解施工过程中涉及到的资金支出的环节有哪些,研究合理发挥资金使用价值的方法。其次,施工单位可以利用三维建模技术跟进实际施工进度,了解人力、物力的使用情况。在此基础上,达到对施工成本的动态管理目标,全面保障资金的使用安全。

4.2安全管理

通过三维建模技术可以对施工现场的一些隐蔽工程进行综合分析,并结合实际地质结构情况,确定施工过程中可能发生的安全隐患。在具体进行安全管理工作时,通常需要了解当地常见的气象灾害和地质灾害,技术人员利用网络渠道可以便捷的收集相关信息。然后通过BIM技术,模拟自然灾害现象,研究人员施工行为和自然灾害会对施工质量造成的影响,然后科学做好风险预防工作,有效提升桥梁施工质量,保障工作安全与稳定。另外,利用BIM的三维技术可以进行碰撞检查,优化工程设计,减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。

4.3材料管理

三维建模技术主要是利用计算机软件实现可视化的施工管理工作,由于施工材料的质量问题会对施工经济成本以及桥梁使用质量产生直接的影响。因此,施工单位要着重应用现代化技术手段,做好对材料的采购、运输及仓储管理工作。要求员工将材料使用情况的相关数据及时上传到网络平台上,方便应用软件来分析出材料是否充足,然后及时采购新的材料,避免由于缺少必要性的材料,导致施工进度延长的问题。

结论:三维建模技术主要得益于信息技术的稳步发展,可以结合平面图纸构建立体模型,根据施工流程进行全程可视化的管理。尤其是在桥梁工程的前期设计阶段,通过三维建模可以分析施工环境中潜在的风险因素,科学调整桥梁参数信息及造型特点,选择合适的施工技术及材料展开施工建设工作。同时,应用该技术还可以对施工安全、施工成本以及材料库存等方面进行全面的管理,避免影响施工进度。

参考文献:

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