高明旺
(中國(guó)中鐵十局集團(tuán)第一工程有限公司,山東 濟(jì)南 250000)
由于鐵路交通在目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)踐中發(fā)揮著重要的作用,所以我國(guó)為了促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,現(xiàn)階段正在大力建設(shè)鐵路。就我國(guó)目前的鐵路建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)看,橋梁在鐵路中的比重較大,而且對(duì)鐵路整體質(zhì)量的影響比較顯著,所以對(duì)鐵路橋梁工程的具體施工建設(shè)作分析有突出的現(xiàn)實(shí)意義。就目前的資料研究來(lái)看,為了實(shí)現(xiàn)鐵路橋梁工程質(zhì)量的提升,強(qiáng)化其應(yīng)用安全,在工程設(shè)計(jì)與施工中積極地使用了BIM 技術(shù)。該技術(shù)的利用實(shí)現(xiàn)了施工細(xì)節(jié)的處理優(yōu)化,保證了鐵路橋梁工程建設(shè)的綜合質(zhì)量。
所謂BIM 技術(shù),具體指的是應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具。BIM 技術(shù)通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息,在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞,使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì),為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ),在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要作用。BIM 是一個(gè)共享的知識(shí)資源,是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息,為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程。從目前的BIM 技術(shù)利用來(lái)看,其所使用的數(shù)字信息及其工程應(yīng)用技術(shù),特別強(qiáng)調(diào)建筑物生命周期中橫跨各部門的信息結(jié)與完工后營(yíng)運(yùn)的永續(xù),其獨(dú)特的3D 可視化呈現(xiàn)與跨專業(yè)、跨階段的同步作業(yè),現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)掌握,微觀與巨觀空間信息的整合等。
BIM 技術(shù)在現(xiàn)實(shí)利用中表現(xiàn)出了以下方面的顯著優(yōu)勢(shì):(1)BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)三維可視化,利用該技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì),不僅工程外部設(shè)計(jì)會(huì)更加全面,內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)更加細(xì)致。(2)BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享,包括空間尺寸、建筑材料、門窗尺寸、設(shè)備的信息位置,形成了設(shè)計(jì)流,同時(shí)從勘察到設(shè)計(jì)、到施工、到運(yùn)維管理形成了完整的信息流,避免了信息孤島,解決了信息丟失的問(wèn)題??傊?,利用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程施工,工程建設(shè)效果會(huì)更加顯著。
對(duì)目前的鐵路工程建設(shè)做綜合分析發(fā)現(xiàn)影響鐵路工程和建設(shè)質(zhì)量的主要因素如下。
鐵路工程建設(shè)質(zhì)量與設(shè)計(jì)有顯著的關(guān)系,尤其是橋梁建設(shè)。對(duì)設(shè)計(jì)作分析可知,科學(xué)的設(shè)計(jì)工作離不開(kāi)可靠的數(shù)據(jù),而可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源于考察與分析。額爾齊斯河鐵路特大橋的設(shè)計(jì)要想滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計(jì)中需要重視兩方面的內(nèi)容:(1)基本地質(zhì)數(shù)據(jù)的獲取。橋梁穩(wěn)定性與地基處理和支撐有關(guān),而地基處理是否具有針對(duì)性和與地質(zhì)考察結(jié)果有關(guān),所以在橋梁設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前,需要通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)利用對(duì)橋梁區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)信息、水文信息等進(jìn)行收集。(2)基于數(shù)據(jù)收集做設(shè)計(jì)。有了豐富的數(shù)據(jù)做支撐,再結(jié)合橋梁的質(zhì)量要求,才可以實(shí)施設(shè)計(jì)工作。
橋梁的施工需要可靠的規(guī)劃。在施工中,規(guī)劃的失誤會(huì)導(dǎo)致施工問(wèn)題。比如在規(guī)劃中,對(duì)施工材料的性能和參數(shù)掌握的不合理會(huì)導(dǎo)致規(guī)劃細(xì)節(jié)失誤;再者,如果在施工規(guī)劃中,對(duì)施工環(huán)節(jié)的銜接以及具體問(wèn)題的處理沒(méi)有作事先規(guī)劃,施工進(jìn)度控制以及質(zhì)量控制會(huì)大受影響。簡(jiǎn)言之,施工規(guī)劃不僅關(guān)系著施工的效率,更關(guān)系著施工的質(zhì)量,所以在額爾齊斯河大橋的施工中,需要基于工程量以及工程難度等作詳細(xì)的施工規(guī)劃。
在鐵路橋梁的施工中,過(guò)程控制對(duì)于施工質(zhì)量強(qiáng)化也有重要的意義。就過(guò)程控制而言,主要的工作有兩項(xiàng):(1)做好過(guò)程管理,主要是對(duì)施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理控制,比如對(duì)施工技術(shù)的利用進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,強(qiáng)調(diào)技術(shù)的專業(yè)性使用,基于此,因?yàn)榧夹g(shù)缺陷導(dǎo)致了施工細(xì)節(jié)問(wèn)題會(huì)得到有效的解決。(2)對(duì)施工過(guò)程中的不確定因素進(jìn)行管理。在具體的施工中,氣候因素、地質(zhì)因素等會(huì)對(duì)施工過(guò)程造成影響。為了有效地規(guī)避此類影響,在施工管理中,制定突發(fā)事件管理預(yù)案,當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件的時(shí)候啟動(dòng)預(yù)案,可以有效規(guī)避不確定因素的不利影響。
施工驗(yàn)收和評(píng)價(jià)效果對(duì)施工質(zhì)量的影響也是非常顯著的。在工程質(zhì)量控制中,為了充分發(fā)揮施工驗(yàn)收和質(zhì)量評(píng)價(jià)的價(jià)值,需要構(gòu)建完整的評(píng)價(jià)體系,其中評(píng)價(jià)項(xiàng)目要明確,評(píng)價(jià)指標(biāo)要詳細(xì),這樣驗(yàn)收評(píng)價(jià)工作的實(shí)施才會(huì)更具實(shí)效性。
額爾齊斯河大橋工程的整體工程量比較大,工程難度也比較高,所以在施工實(shí)踐中,為了強(qiáng)調(diào)施工的安全,必須在施工設(shè)計(jì)以及施工中積極的利用先進(jìn)的技術(shù),BIM 技術(shù)是首選。文章就大橋施工中的BIM 技術(shù)利用作分析與討論,希望能為其他類似工程建設(shè)提供參考。
新疆阿富準(zhǔn)鐵路額爾齊斯河特大橋連續(xù)梁跨越額爾齊斯河,地處上游區(qū)域,梁全長(zhǎng)221.5m,全橋共分57個(gè)節(jié)段,主墩墩身高達(dá)61.5m,竣工日期2020 年6 月22 日。至此已經(jīng)建設(shè)完成標(biāo)段內(nèi)95%的路基、橋梁、涵洞及站場(chǎng)工程。就橋梁的具體環(huán)境來(lái)看,其所跨越的額爾齊斯河上游主要靠融雪、融冰和降水補(bǔ)給;下游主要來(lái)源于融雪、降水和壤中水。上游汛期始于4 月,每年僅有短短6 個(gè)月的施工黃金期。為了保證順利竣工,在大橋建設(shè)中,建設(shè)單位積極利用了BIM 技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程設(shè)計(jì)到評(píng)價(jià)的全過(guò)程管理,以下是具體的技術(shù)應(yīng)用分析。
數(shù)據(jù)收集主要有兩大類:(1)橋梁行車數(shù)據(jù)收集。額爾齊斯河大橋的建立主要是為了聯(lián)通新疆與阿富汗,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)國(guó)際交流的加強(qiáng)。尤其是在“一帶一路”倡議深入推行以后,我國(guó)和阿富汗的聯(lián)系會(huì)日益密切,行車數(shù)量也會(huì)持續(xù)性增加。所以在大橋設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)計(jì)單位對(duì)目前的大橋鐵路客運(yùn)量進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集,并基于目前數(shù)據(jù)增長(zhǎng)趨勢(shì)對(duì)大橋的未來(lái)承載等作了分析。(2)橋梁安全數(shù)據(jù)收集。就大橋的建設(shè)來(lái)看,其采用的是高墩的方式,所以需要對(duì)區(qū)域地質(zhì)資料、水文資料等進(jìn)行全面的搜集,同時(shí)還要對(duì)區(qū)域地質(zhì)變化規(guī)律等進(jìn)行分析,因?yàn)檫@些資料對(duì)于設(shè)計(jì)針對(duì)性和施工規(guī)劃有顯著的影響。簡(jiǎn)言之,數(shù)據(jù)收集的現(xiàn)實(shí)價(jià)值巨大,必須做好相關(guān)工作。
利用已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)資料,結(jié)合額爾齊斯河橋梁設(shè)計(jì)的基本思路,運(yùn)用BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)道橋梁結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩方面:(1)可以更加直觀地將橋梁的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)。橋梁是鐵路工程的重要組成部分,其不僅僅包括了橫跨區(qū)域,還包括的路上部分,所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須強(qiáng)調(diào)全面性?;跇蛄旱恼w信息,利用BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)。因?yàn)閿?shù)據(jù)模型具有可視化,所以從建設(shè)的數(shù)據(jù)模型可以直觀地分析結(jié)構(gòu)的科學(xué)性與合理性。(2)BIM 技術(shù)應(yīng)用所構(gòu)建的橋梁模型,其能夠反映數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性,所以在設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中,可以通過(guò)數(shù)據(jù)變化來(lái)確定具體因素的綜合影響,如此一來(lái),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化效果會(huì)更加突出。
仿真實(shí)驗(yàn)主要是模擬額爾齊斯河大橋的具體應(yīng)用情況對(duì)鐵路橋梁的使用效果做分析。在仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,需要強(qiáng)調(diào)兩部分內(nèi)容:(1)仿真模型。在信息基礎(chǔ)上利用BIM 技術(shù)完成的橋梁模型,整體的結(jié)果表現(xiàn)比較顯著,所以在仿真試驗(yàn)中,可以應(yīng)用該模型。(2)仿真方法。為了獲得更加真實(shí)的仿真結(jié)果,需要注意仿真方法的利用。在具體的仿真中,采用細(xì)節(jié)仿真的方法效果會(huì)更加顯著。所謂細(xì)節(jié)仿真具體指的是對(duì)鐵路橋梁應(yīng)用的各個(gè)階段細(xì)節(jié)進(jìn)行分析。比如在仿真中,當(dāng)火車駛?cè)霕蛄汉?,?duì)行車的平穩(wěn)性、視野情況進(jìn)行分析,對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)受力變化等作分析,這樣可以更加準(zhǔn)確地界定仿真中細(xì)節(jié)的變化??傊?,保證仿真模型的科學(xué)應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)仿真方法的具體利用,能夠幫助獲取最為真實(shí)的仿真結(jié)果。
所謂評(píng)價(jià)優(yōu)化具體指的是對(duì)實(shí)驗(yàn)仿真的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),確定仿真過(guò)程是否具有專業(yè)性,結(jié)果是否具有科學(xué)性。評(píng)價(jià)是改進(jìn)的基礎(chǔ),在評(píng)價(jià)分析的基礎(chǔ)上總結(jié)問(wèn)題,然后對(duì)存在問(wèn)題的地方進(jìn)行改進(jìn),這樣可以獲取更加真實(shí)的評(píng)價(jià)結(jié)果?;谠u(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)作優(yōu)化,最終的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果會(huì)更突出。比如在橋墩景觀的評(píng)價(jià)中,因?yàn)樵u(píng)價(jià)指標(biāo)的細(xì)小失誤導(dǎo)致了橋墩景觀評(píng)價(jià)結(jié)果的不準(zhǔn)確,這對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成了影響,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行完善,然后獲得準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果,基于評(píng)價(jià)結(jié)果再次分析橋墩的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)橋墩結(jié)構(gòu)在受力方面存在著小瑕疵,基于信息模型作出調(diào)整和優(yōu)化,最終的橋墩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)科學(xué)性的增強(qiáng)??傊?,基于BIM 模型對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)優(yōu)化,并對(duì)具體施工中的模型改變以及相關(guān)因素變化作評(píng)價(jià),這樣可以更好地調(diào)整施工,使得整體橋梁施工的穩(wěn)定性、持續(xù)性和安全性可以得到強(qiáng)化。
綜上所述,額爾齊斯河鐵路大橋在未來(lái)的新疆發(fā)展中會(huì)發(fā)揮出重要的價(jià)值,對(duì)額爾齊斯河大橋的具體建設(shè)進(jìn)行分析與考慮有突出的現(xiàn)實(shí)意義。整體分析額爾齊斯河鐵路大橋的具體建設(shè),發(fā)現(xiàn)該橋梁建設(shè)的工程量比較大,而且工程的難度較高,所以在建設(shè)施工中必須利用先進(jìn)的技術(shù)。BIM 作為目前工程建設(shè)中先進(jìn)技術(shù)的代表,在該大橋的建設(shè)中有突出的現(xiàn)實(shí)意義?;诖?,文章在BIM 技術(shù)分析的基礎(chǔ)上對(duì)額爾齊斯河大橋建設(shè)的質(zhì)量影響因素進(jìn)行了分析,并基于具體的因素和施工實(shí)踐討論了BIM 技術(shù)的具體利用,以期為我國(guó)鐵路大橋的施工實(shí)踐提供幫助和參考,從而實(shí)現(xiàn)施工整體質(zhì)量進(jìn)步。