BIM在预应力连续梁悬灌施工中的应用
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【摘 要】通过运用BIM技术对预应力混凝土连续梁悬灌施工进行优化，解决了跨吉信互通特大桥钢筋优化、混凝土多孔定点振捣、预应力管道定位、钢筋定位和泵送混凝土浇筑等施工难题，取得了明显的经济效果，可为类似工程的修建提供借鉴。
【Abstract】By using BIM technology to optimize the cantilever pouring construction of prestressed concrete continuous beam， this paper solves the construction problems such as steel bar optimization， concrete multi-hole fixed point vibration， prestressing pipe positioning， steel bar positioning and pumping concrete casting of the large cross-Jixin interworking bridge， and obtains obvious economic effects， which can provide reference for the construction of similar projects.
【关键词】BIM;连续梁;钢筋定位;定点振捣
【Keywords】BIM; continuous beam; steel bar positioning; fixed point vibration
【中图分类号】TU74 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）02-0158-02
1 工程概况
新建张家界经吉首至怀化铁路跨吉信互通特大桥位于湘西州凤凰县，全长560.48m，中心里程DK162+898.41。该桥设计范围位于半径10000m的圆曲线上，线间距为5m，桥面寬度为12.6m，坡度为-3.5‰。
连续梁全长为153.5m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m），计算跨度为（40+72+40）m，中支点处梁高6.20m，截面最低点梁高在端支座为3.60m，梁底按R=217.117m圆曲线变化。0#块长11m，中间段按每段为3.0m和3.5m长，共9个中间节。边跨现浇段5.75m，中跨合拢段2m。最重段为0#段，重量为776.65t。边支座中心至梁端0.75m。边支座横桥向中心距5.60m， 中支座横桥向中心距5.90m。
0#块梁高6.2m，底板宽6.7m、顶板宽12.6m。0#块箱梁内宽为3m的实心横膈墙两道，顶板厚0.6m，底板厚1.1m，腹板厚1.1m，悬臂部分腹板厚度为0.9m。
2 BIM应用原理
利用BIM建模及动画演示技术，提前进行钢筋及预应力管道优化，有效避免施工中冲突及相互干扰;预应力管道精确定位;根据BIM三维建模合理设置多点振捣孔，实施多孔振捣方案，确保支座附近混凝土振捣密实。
2.1 基于BIM技术的钢筋优化
应用BIM技术对设计连续梁支座上方钢筋、预应力管道、预埋件等进行碰撞检查，对检查出的碰撞点进行优化，解决钢筋碰撞冲突和竖向振捣不畅问题。
①碰撞情况：A2b钢筋与T4预应力管道碰撞交叉。
②优化措施：加长A2b钢筋顶板宽度，两侧各加长290mm，由2800～3200mm，加长至3380～3780mm，总钢筋长度不变，以绕开T4钢管束。
③碰撞情况：B1a钢筋与T2、T9预应力管道碰撞交叉。
④优化措施：将碰撞处 B1a钢筋整体向腹板外侧移动100mm，以绕开T2、T9预应力钢管，并在原有钢筋位置增加1根结构钢筋，钢筋采用原设计规格？准22螺纹钢筋，高度由5257～5515mm共计两端优化56根。
⑤0#块支座附近钢筋优化：0#块支座顶板附近钢筋密集，振捣困难，混凝土流动性差，通过优化钢筋设计增加混凝土流动及振捣空间，可以有效地减少质量缺陷。
⑥优化措施：取消C3c纵向钢筋，并将上排C1b上层钢筋放置下层，下排布置由单根变成双根一组;将0#块支座附近下层钢筋网片上调至第一层之上125mm处，采用L型？准v16螺纹钢将支座vvvvvvv三层钢筋网片定位在支座预埋钢板上，预留混凝土振捣通道（见图1）。
2.2 基于BIM技术的混凝土多孔定点振捣
应用BIM技术，优化钢筋及预应力管道安装，精准定位。通过顶板竖向方向、侧模预置振捣通道及过人孔天窗等进行多孔振捣。
①侧模振捣通道预置。在侧模振捣孔提前安装？准89mm半圆形无缝钢管管槽，作为预置振捣通道，混凝土浇筑时伸入振捣棒进行振捣。
②在0#块加宽区时，根据振捣棒的作用范围，在加宽区模板部位每侧开设2个50cm×39cm的振捣窗口。
③横隔板过人孔底模处，根据振捣棒作用范围，沿纵向中心线左右对称各开设3个20cm×30cm振捣天窗。
④顶板竖向振捣通道预置。在支座网片上方，用？准100mmPVC管为预置振捣通道，底板混凝土浇筑完成并振捣密实后拔除（见图2）。 ⑤下料通道预置。为确保混凝土浇筑满足规范及设计要求，在腹板处预制？准160mmPVC下料管，间距2m，底口距离底板不大于2m，混凝土浇筑过程中根据浇筑高度提管，始终保证管底距离混凝土面不大于2m，下料通道兼做振捣通道。
2.3 基于BIM技术的预应力管道定位
连续梁施工，预应力管道定位是关键，为了确保预应力管道定位的精确度，以端模、侧模、顶板作为管道定位的基准面，通过三维模型提取设计坐标，制作角钢井字架与钢筋骨架焊接固定;通过井字架的精确定位，实现管道精确安装。
①碰撞调整。利用BIM建模，对钢筋与预应力管道相互位置进行碰撞检查。
②坐标采集。根据BIM技术生成的梁体模型，结合碰撞情况，按照直线段50cm、曲线30cm，截取全截面整体井字架坐标。
③井字架制作。依据截取的不同断面管道坐标，精确加工相应截面的整体井字架。井字架钢筋与管道间隙2mm。通过整体制作，既保证了管道之间相对位置准确，又增强了井字架的整体刚度。
④管道定位。以端模、侧模、顶板作为管道定位的基准面，井字架与钢筋骨架焊接固定。通过井字架的精确定位，实现管道精确安装。
2.4 基于BIM技术的钢筋定位
通过BIM技术，施工前精确确定钢筋位置;施工时利用角钢卡具、端模卡槽等工具实现现场精准定位。
2.4.1 角钢卡具
利用机床对等边角钢进行线形切割，加工成为角钢卡具。通过卡具控制钢筋安装精度，实现钢筋间距的精準定位。
2.4.2 端模卡槽
端模采用1cm厚钢板，槽口按设计间距线形切割，通过控制槽口的切割精度，实现纵向水平钢筋的精确定位。
2.4.3 可拆卸组合式劲性骨架
该体系由下角钢、上钢管、承插筋、定位筋组成。主要用于支撑内模顶板荷载及部分施工荷载，同时用作现浇段底板上层钢筋网片的精确[1]。
2.5 泵送混凝土浇筑
利用BIM技术，优化钢筋布置，在0#块侧模多点开孔，实现多孔振捣。
模板、钢筋、预应力筋、各预埋件及预留孔经检查均符合设计及规范要求，并经监理工程师许可，混凝土浇筑各项工作准备就绪后开始混凝土浇筑;混凝土采用混凝土输送泵一次性浇筑，混凝土浇筑时，顺桥向方向，对称从两端向中部合拢，每层浇筑厚度不超过30cm，整体安排为先底板、后腹板、横隔板、最后顶板;杜绝相邻混凝土施工面落差过大，造成混凝土粗细集料分离，混凝土浇筑连续进行，中途不得间断。
混凝土的振捣严格按振动棒的作用范围进行，严防漏捣、欠捣和过度振捣，当预应力管道密集，空隙小时，配备小直径的插入式振捣器，振捣时不可在钢筋上平拖，不可碰撞预应力管道、模板、钢筋、辅助设施（如定位架等）。
混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面，顶板混凝土进行二次抹面，第二次抹面在混凝土近初凝前进行，以防早期无水引起表面干裂。
混凝土浇筑完毕后，顶面采用麻袋覆盖并浇水养护，箱内及侧墙用浇水养护。
3 结语
新建张吉怀铁路站前8标跨吉信互通特大桥连续梁全长153.5m，0#块长11m，0#块采用BIM钢筋优化及多孔振捣施工工艺，效果显著，保证了混凝土施工质量，拆模后达到内实外美。
【参考文献】
【1】杨裕尧.连续梁0号段混凝土多孔振捣技术创新应用研究[J].交通世界，2018（20）：80-82.
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