BIM技术在铁路桥梁模板施工管理中的应用研究
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【摘要】近年来，随着我国经济社会的发展，国家加大了在铁路工程建设方面的投资，铁路工程建设项目逐步增多。而在很多铁路桥梁工程中，都包含了铁路桥梁施工，此环节的施工质量直接关系着铁路工程的整体施工效果，尤其是模板施工是其中的重要内容，其施工难度相对较大，在施工过程中要加强对BIM技术的应用，以实现对模板工程的动态管理。基于此，本文以某工程为例，分析了BIM技术在铁路桥梁模板施工管理中的具体应用，有利于提高铁路桥梁模板施工的整体水平，提升工程效益。
【关键词】BIM技术;铁路桥梁工程;模板施工管理;应用
1、工程概况
以某铁路桥梁工程为例，该工程为某铁路工程特大桥的一部分，全长14.45km，管内包含了3处连续梁、1孔非标梁，其他为T梁。结合区域内的地质地形条件，本工程基础结构多采用钻孔灌注桩，桩基直径存在着大小的差异。在桥梁墩部结构中，采用双线圆端形实体桥墩、双线圆端形固定桥墩，而整个桥台结构采用双线一字形桥台。在本工程中，包含的桩基结构较多，且整个混凝土施工面积较大，模板施工具有复杂性。
2、基于BIM的铁路桥梁参数化模型创建
在铁路桥梁模板施工过程中，参数化模型的建立要根据工程的设计图纸，应用Revit软件来构建完善的BIM模型，在该模型内，包含了铁路桥梁工程的所有信息以及具体的细化模型，比如桩基、承台、墩身、模板等。在实际的施工过程中，根据工程建设的要求，实现模型的深化设计，保障在铁路橋梁工程中，所有的施工工艺等能够达到工程的质量标准。在建模之前，要对桥梁中所包含的各种构件等加以详细划分，并创建相应的分构件族，应用尺寸标注法在模型内添加各种参数，形成模板块，如图1所示。
在应用BIM模型进行T梁的模型创建者红，要充分应用Revit软件，该软件本身具有建筑设计、MEP工程、结构工程与施工领域等多方面的功能，在桥梁工程中的应用中，尤其在变截面箱梁中，由于其本身缺乏系统族，需要单独应用拉伸、融合、旋转、放样与放样融合的方式来进行模型的创建，在T梁模型的创建中，要充分应用Revit软件来实现。T型梁模板的创建过程中，需要进行T梁的参数化，参数化主要包含了两种方式，前者将尽量多的截面构造相似的构建封装于一个族中，这种参数化方式的优势是适用性较高，而缺点是控制参数相对较多且相对复杂，而另一种参数化方式主要是根据截面的差异性，将构件在不同的族类型中加以封装，这种方式下，其控制参数相对较少，使用方便，但是其适用性相对较低。
图1 模板族示意图
挂篮模板的创建过程中，要充分应用MIDAS/Civil建立三角挂篮总体模型，在该模型中，对前支点、后部锚杆等施加一定的约束力，其荷载主要包含了混凝土、挂篮自重荷载、模板荷载、混凝土浇筑与振捣荷载等，将这些全部的荷载逐步转化为作用于底模纵梁及内外滑梁的线荷载，进而获得各个杆件的内力值、应力值与变形值等。
3、Revit模板周转方案优化设计
对铁路桥梁模板施工管理而言，在应用BIM技术的过程中，要充分根据工程的施工计划、模板配置与周转方案等，对铁路桥梁的相关施工情况等进行模拟，模拟过程的实现主要是为了进行施工方案科学性、合理性的检查，根据模拟结果，有关人员可以直接对工程设计与施工方案等进行优化与调整。近年来，为实现良好的模拟效果，在Revit软件内，逐步开发了一种新型的桥梁装配式模板自动匹配系统，该系统的建立能够在铁路桥梁工程中实现模板的自动匹配，并且该系统还兼具模板统计与方案检查的功能，这些功能的实现有效实现了对模板周转方案的验证，使得该系统内可以自动进行模板的周转计算。
4、基于BIM的铁路桥梁模板施工管理
4.1施工动态监控
在铁路桥梁工程中，为保障模板施工管理的整体效果，有关人员要充分发挥BIM技术的管理优势，提高精细化管理水平，在施工过程中，做好模板监控数据、考核指标等的有效管理，并将这些内容作为模板管理的基础，实现在模板周转的有效管理，并保障预留数据接口的准确性，这些信息、数据等的有效管理保障了在后期的工程管理中，能够直接利用这些信息数据等。比如，以Luban BE为主要的平台，能够快速实现模板的基础配置等，随后将Revit模型导出，将导出的结果直接上传至Luban BE平台，使得在模板施工过程中，能够充分应用这些数据来实现工程的有效管理。基于BIM技术的铁路桥梁模板施工中的应用，最为明显的优势就是其可以在施工过程中实现动态监控，实时反映模板施工的整体效果。
4.2可视化交底
随着我国铁路桥梁工程项目的增多，一些铁路桥梁工程实施的难度相对较大，在后期的桥梁结构优化方面，要考虑的工程因素相对较多。由于BIM技术具有可视化特征，其可以在铁路桥梁模板工程施工时，建立三维化的动态模型，进而在该模型内对相关的桥梁模板结构等加以模拟与分析，有效实现了模板方案的优化。此外，对于模板技术方案交底过程中所涉及的不直观、不清晰的情况，可以借助于4D虚拟动画技术，将有关的施工方案等加以直观呈现，了解施工中需要重点关注与处理的问题。
4.3工序模拟
由于BIM技术本身具有一定的模拟特性，这就使得在铁路桥梁模板施工过程中，能够结合工程的实际情况，对有关的施工方式等加以三维模型构建，在模型的建立过程中，有关人员可以直接进行施工工序等的模拟，从而使得施工人员从模拟的过程中直接掌握施工存在的潜在隐患，进而在模板施工过程中注意这些环节的技术处理。
结语：
BIM技术作为一种新型的工程技术，由于其本身具有可视化、模拟性等技术优势，在很多工程领域得到了极为普遍的应用，尤其是在铁路桥梁模板工程中，BIM技术具有明显的技术优势，能够实现模板方案的优化，保障模板周转方案的科学性，提高工程施工的整体质量。
参考文献：
[1]姜雄基.BIM技术在铁路桥梁工程中的应用[J].工程建设与设计，2019（12）：93-94.
[2]刘延宏.BIM技术在铁路桥梁建设中的应用[J].铁路技术创新，2015（3）：47-50.
[3]蒋平江，赵永锋，赵钦，曹庚辉.BIM技术在铁路桥梁模板施工管理中的应用研究[J].自动化技术与应用，2019，38（09）：147-150+157.
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