1 概述

某大橋?yàn)橄禇U拱結(jié)構(gòu)，主橋結(jié)構(gòu)形式為下承式鋼管混凝土拱橋，跨度128 m，矢高25.6 m，矢跨比為f/L=1/5，兩側(cè)中心距9.8 m，共設(shè)5道風(fēng)撐。全橋吊桿布置采用尼爾森體系，共設(shè)56根單吊桿（見圖1）。

圖1 某大橋整體結(jié)構(gòu)

主橋拱肋采用啞鈴型截面（見圖2），截面高度h=3.4 m，由上、下弦桿及腹腔3部分組成，弦桿采用φ1 200×18 mm鋼管，鋼管內(nèi)部設(shè)加勁環(huán)，腹板采用δ=16 mm鋼板，間距960 mm，腹板沿拱肋軸線間距400 mm設(shè)1對拉桿。

2 施工難度

2.1 結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜

主拱為懸鏈線線形，上、下弦采用以折代曲的組拼工藝[1]，每個(gè)拱肋節(jié)段線形均不相同，導(dǎo)致鋼管接口角度種類多、加工過程復(fù)雜，精度控制難度較大。

②輸水建筑物。a.放水涵管（隧洞）結(jié)構(gòu)完整，保持放水暢通。啟閉機(jī)房結(jié)構(gòu)安全，室內(nèi)整潔。b.定期對閘門及啟閉設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，運(yùn)行正常。c.溢洪道通暢，無人為設(shè)障和沖刷壩腳現(xiàn)象。

2.2 構(gòu)件組拼精度要求高

本橋吊桿依次穿過下弦、腹腔、上弦后在上弦桿頂面通過錨箱固定，各吊桿傾角均不同，控制精度要求高。吊桿錨固處受集中力較大，錨固點(diǎn)需遠(yuǎn)離主管焊縫，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中造成焊縫破壞。主拱上、下弦及腹板單元采用折代曲加工后，在組拼胎架上完成節(jié)段拼裝。制造工藝要求主拱相鄰對接段縱向焊縫需錯開500 mm以上，主管對接焊縫不能與風(fēng)撐位置交叉，拼裝過程中需對主對接縫及主管縱縫進(jìn)行調(diào)整。

圖2 拱肋結(jié)構(gòu)圖

2.3 現(xiàn)場施工難度大

由于該橋系梁拱部結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，系梁、承重支架、拱肋、風(fēng)撐等構(gòu)件空間位置相互交錯，作業(yè)空間狹小，施工過程易發(fā)生碰撞，施工難度大，拱腳及定位鋼骨架需預(yù)埋在混凝土系梁內(nèi)，與系梁內(nèi)部預(yù)應(yīng)力波紋管存在碰撞；系梁上搭設(shè)主拱承重支架，汽車吊在梁面完成主拱吊裝，施工機(jī)械與結(jié)構(gòu)易發(fā)生碰撞；主拱節(jié)段吊裝時(shí)需提前計(jì)算調(diào)整構(gòu)件提升角度使之與拼裝位置對應(yīng)[2]，保證構(gòu)件順利對接。

由于對排風(fēng)冷量進(jìn)行了回收對新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷，同時(shí)采用排風(fēng)蒸發(fā)冷卻技術(shù)降低了制冷系統(tǒng)的冷凝壓力，提升了雙冷源新風(fēng)機(jī)組的制冷效率，制冷性能系數(shù)和除濕性能系數(shù)都比常規(guī)冷凍除濕有了顯著提高。

就其內(nèi)部特征,學(xué)者們給出如下定義:在法律行業(yè)、法律語境或語體中使用[1,3];表達(dá)相對單一的法律概念[5]8;指稱法律領(lǐng)域特有或相關(guān)事物的現(xiàn)象和本質(zhì)[2]86-90;具有或表達(dá)法律意義[6]。

3 BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 加工詳圖深化

（1）建立全橋三維模型（見圖3）。通過模型碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)中存在結(jié)構(gòu)沖突的位置，經(jīng)過與設(shè)計(jì)方溝通，優(yōu)化設(shè)計(jì)形式，避免施工階段返工。

（2）建立主拱結(jié)構(gòu)的精確模型。在BIM模型中以吊桿錨固點(diǎn)為中心進(jìn)行主管節(jié)段分段[3]，將主拱分段點(diǎn)取在錨固點(diǎn)兩側(cè)（見圖4），確保焊縫位置與錨固端不在同一位置，同時(shí)對拱肋分段重新進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整為7段。

（3）主拱懸鏈線線形需要通過拱肋分段接口不同角度實(shí)現(xiàn)[4]，若拱肋節(jié)段按照垂直懸鏈線的斜斷口加工，則每根鋼管端部均要切角，致使零件種類多，加工制造和現(xiàn)場焊接控制難度較大。通過BIM模型精確建模，采用斜斷口與直斷口交替對接方式[5]。該方式可以將直斷口節(jié)段設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)形式，減少一半零件種類，降低加工制造難度，提高成品質(zhì)量。通過轉(zhuǎn)動直口節(jié)段使相鄰兩節(jié)段的縱縫錯開500 mm以上（見圖5）。

（4）通過BIM模型發(fā)現(xiàn)拱腳及定位鋼骨架與系梁預(yù)應(yīng)力鋼筋束之間存在碰撞。模型確定拱腳與預(yù)應(yīng)力波紋管相對空間位置（見圖6），并對定位鋼骨架提前優(yōu)化設(shè)計(jì)[6]。提前在拱腳鋼管上精確開孔，避免現(xiàn)場施工時(shí)對拱腳及定位鋼骨架二次切割，提高施工質(zhì)量和安裝效率。

圖3 某大橋整體三維模型

圖4 錨固點(diǎn)位置主管分段

圖5 主管直斜管分段

3.2 工廠組拼工藝優(yōu)化

（1）鋼結(jié)構(gòu)拱肋在工廠分段制造完成后，按照“四段一組”的工藝在胎架上匹配組拼。利用BIM技術(shù)提前模擬構(gòu)件在工廠的組拼順序，優(yōu)化焊接工藝?；诳梢暬腂IM模型下發(fā)三維技術(shù)交底[7]（見圖7），提高加工效率，減少人為錯誤率。

（2）模型對拱肋組拼胎架優(yōu)化設(shè)計(jì)（見圖8），保證構(gòu)件制造精度。

3.3 承重支架深化設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)拱肋分段，在拱肋分段點(diǎn)處布設(shè)支架立柱[8]，全橋共布置6組支架（見圖9）。為便于承重支架循環(huán)利用和現(xiàn)場安裝，創(chuàng)新性的采用裝配式承重支架，通過BIM模型直觀的展示裝配式支架連接形式[9]（見圖10）。結(jié)合有限元分析結(jié)果，優(yōu)化臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

（2）模型對承重支架立柱頂端作業(yè)平臺進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。作業(yè)平臺由踏板、圍欄、掛籃等組成。通過BIM建模，優(yōu)化平臺柱頂平臺空間布置，確定平臺及附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式（見圖11）。

（3）模擬拱肋現(xiàn)場吊裝工況，分析吊車與主結(jié)構(gòu)和承重支架之間的相對位置，確定汽車吊站位以滿足吊裝要求，避免汽車吊作業(yè)時(shí)大臂與鋼管支架及連接支撐之間的碰撞（見圖12）。

近年來，祁縣一直堅(jiān)持把民生擺在突出重要的位置，著力抓好項(xiàng)目建設(shè)和民生改善兩件大事。道路改造、濕地公園建設(shè)等八大惠民工程，涵蓋教育、醫(yī)療、交通、住房、飲水等方面內(nèi)容的十二件實(shí)事，讓民生走在幸福的春天里。新的歷史時(shí)期，我們應(yīng)在珍惜今天幸福生活，學(xué)會感恩，感恩歷史，感恩先烈的同時(shí)，自覺以實(shí)際行動傳承偉大的井岡山精神，始終堅(jiān)守全心全意為人民服務(wù)的宗旨信念不動搖。大政方針要堅(jiān)持一切為了群眾，一切依靠群眾，從群眾中來，到群眾中去，著力保障和改善民生；黨員干部要立足本職崗位，以群眾需求為第一信號，忠實(shí)履行黨和人民賦予的職責(zé)，積極投身美麗文明祁縣建設(shè)，為祖國的建設(shè)添磚加瓦。

（4）模型可直接查詢構(gòu)件的重心位置及質(zhì)量，模擬構(gòu)件的起吊工況，精確匹配兩側(cè)鋼絲繩長度，保證提升角度與拼裝位置對應(yīng)[10-11]（見圖13）。

其中Γ是場效應(yīng)增強(qiáng)系數(shù)，F(xiàn)是場強(qiáng)，.ni 是本征載流子濃度。τn和τp分別是電子和空穴的壽命， Ei和ET分別是本征費(fèi)米能級和復(fù)合中心能級。k是玻爾茲曼常數(shù)，T是絕對溫度，?是狄拉克常數(shù)，q是單位電子的電荷，mt*是電子的有效隧穿質(zhì)量。

圖6 拱腳BIM模型與現(xiàn)場預(yù)埋對比

圖7 拱肋節(jié)段拼裝

圖8 拱肋節(jié)段組拼胎架

圖9 承重支架結(jié)構(gòu)形式

4 結(jié)束語

通過對某大橋結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)場條件的綜合分析，利用BIM技術(shù)輔助構(gòu)件的工廠加工制造和現(xiàn)場吊裝施工。該技術(shù)在加工圖紙深化、工廠組拼工藝優(yōu)化、現(xiàn)場施工方案制定3個(gè)方面應(yīng)用研究，解決橋梁施工中結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、空間位置交錯、精度控制難度大的難題，可為類似復(fù)雜結(jié)構(gòu)大跨度橋梁工程施工提供借鑒。

圖10 承重支架的法蘭螺栓節(jié)點(diǎn)

圖11 臨時(shí)作業(yè)平臺

圖12 拱肋現(xiàn)場吊裝工況模擬

圖13 鋼絲繩長度放樣及現(xiàn)場構(gòu)件吊裝

參考文獻(xiàn)

[1] 姚柒海. 鋼管混凝土系桿拱橋拱肋施工控制技術(shù)[J]. 安徽建筑，2009，16(3)：82-83.

[2] 何鵬. 鋼管拱橋的鋼管拱吊裝施工及安全控制[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，11(1)：234.

[3] 孫乃燕. BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用研究[J]. 技術(shù)與市場，2017，24(10)：73-74.

[4] 王佑江，張萬安. 鋼管拱橋拱肋線性控制[J]. 工程科技，2004(1)：4-6.

[5] 賈海濤，趙新銳. BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用分析[J]. 中國技術(shù)投資，2017(22)：55.

[6] 郭廣生. 鋼管混凝土拱橋鋼管拱肋加工與控制[J]. 交通世界，2012(2)：210-211.

[7] 謝興定，王振宇. 高速鐵路系桿拱橋BIM技術(shù)研究[J]. 價(jià)值工程，2018，37(18)：163-165.

[8] 李正華，周元. 承重支撐架在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中的創(chuàng)新應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究，2012(1)：1-6.

[9] 余雷，董巍巍，徐艷紅，等. 快裝式組合承重支撐架應(yīng)用技術(shù)[J]. 安裝，2016(1)：34-36.

[10] 陶雙龍，李林. 大型鋼管拱橋施工過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J]. 安徽建筑，2018，24(5)：97-99.

[11] 潘永杰，趙欣欣，劉曉光，等. 橋梁BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析與思考[J]. 中國鐵路，2017(12)：72-77.