BIM技術：在港珠澳大橋的應用與管理

港珠澳大橋連接香港、澳門、珠海，是目前世界上最長的跨海大橋，港珠澳大橋開通儀式于2018年10月23日上午在廣東珠海舉行。正式通車后，港珠澳將形成“一小時生活圈”，廣闊的伶仃洋，將由天塹變?yōu)橥ㄍ尽?/p>

BIM技術在港珠澳大橋的應用與管理：BIM技術在設計階段主要有路線設計、BIM多專業(yè)協(xié)同設計、BIM模型出圖、設計方案論證等多個方向的應用。

1. 路線線形設計項目組將Autodesk Revit 軟件與中交二公院自主研發(fā)的路線老師系統(tǒng)結(jié)合，利用路線老師系統(tǒng)的平面坐標、縱斷面高程以及坡度計算等功能，生成用于Autodesk Revit 建模的路線數(shù)據(jù)，采取二次開發(fā)的手段，實現(xiàn)隧道路線三維實體的自動創(chuàng)建。

2. BIM多專業(yè)協(xié)同設計拱北隧道BIM建模項目由結(jié)構(gòu)專業(yè)、交通工程專業(yè)、防排水工程專業(yè)及路基路面專業(yè)等四大專業(yè)協(xié)同設計完成。由于組成全專業(yè)拱北隧道BIM模型的構(gòu)件較多，項目組建立企業(yè)級BIM構(gòu)件管理系統(tǒng)，并將全部構(gòu)件導入管理系統(tǒng)，形成中交二公院自主知識產(chǎn)權(quán)，為項目組協(xié)同管理、快速建立BIM模型起到積極作用。

3. BIM隧道設計流程拱北隧道設計可以分為兩類：工作井和特殊段建模，其BIM建模的主要流程有項目模板、標準構(gòu)件、路線線形、橫斷面、管幕及附屬構(gòu)造，最后形成BIM設計成果。

4. BIM模型與出圖基于以上步驟，項目組完成了凍結(jié)曲線管幕、暗挖開挖斷面345平方米拱北隧道BIM模型，以及東、西兩側(cè)工作井和周邊主要建筑物拱北口岸BIM模型。通過BIM三維可視化直觀的展示方式，有效解決項目挑戰(zhàn)多部門協(xié)調(diào)難度大的問題。根據(jù)拱北隧道BIM模型出圖，工作井施工圖、襯砌施工圖、管幕施工布置圖等。

5. 工作井選址方案采用三維BIM模型與實景照片相結(jié)合的方法，對避免口岸建筑拆遷、工作井進入澳門界內(nèi)等問題，提供了論證方案。

6. BIM三維設計平臺與有限元分析系統(tǒng)集成通過軟件二次開發(fā)，實現(xiàn)在BIM建模軟件中導出工作井計算模型，與大型有限元分析軟件結(jié)合，對圍護結(jié)構(gòu)進行三維仿真受力分析。從基坑開挖階段到暗挖破墻階段的坑內(nèi)水平形變、豎向彎矩分析，計算結(jié)果變形最大值為14.2mm ，出現(xiàn)在開挖面中下部，最大彎矩699KN·m ，最大負彎矩-984KN·m，均滿足設計要求。

BIM技術在施工階段主要應用有建立暗挖段BIM施工模型、施工進度管理、漫游與工序模擬。

1. 暗挖段BIM施工模型隧道暗挖段為保證施工安全，開挖斷面共劃分5個臺階15個分區(qū)，臺階高度約3.8m左右，長度約5m左右，主體結(jié)構(gòu)以及支護構(gòu)造物較為復雜。暗挖段BIM施工模型包含 初期支護、二次襯砌、三次襯砌，分為先仰拱、側(cè)墻及中板、最后拱部、臨時支撐、袖閥管劈裂注漿管，完成暗挖段全部模型后，可用于施工各個管理段。

2. 施工進度管理拱北隧道項目工期要求嚴格，在總體進度控制框架下，由施工單位在征求各單位的意見后，編制總體進度計劃;然后利用AutodeskNavisworks 軟件強大的數(shù)據(jù)整合功能，將總體進度計劃與BIM施工模型各構(gòu)件相互關聯(lián)，采用軟件二次開發(fā)方式，實現(xiàn)拱北隧道施工進度管理系統(tǒng)。

施工進度管理系統(tǒng)，整合工程項目各單位計劃進度信息，在施工過程中重點監(jiān)控進度執(zhí)行情況，協(xié)助總體單位完成進度的動態(tài)控制，當系統(tǒng)采集的進度執(zhí)行情況與計劃情況不一致的時候，系統(tǒng)會主動提示并持續(xù)跟蹤和反饋;4D施工模擬更是以可視化的方式，向眾多參與方，集成展示整個項目的總體進度情況，嚴格控制工期起到重要作用。

3. 漫游與工序模擬拱北隧道工程復雜，主要對復雜工點進行工序模擬，利用游戲引擎強大的展示功能，制作三維施工工序模擬，可以直觀瀏覽、檢查和方案的修改，有效應對拱北隧道工程項目工序復雜的挑戰(zhàn)。

五、項目創(chuàng)新經(jīng)過充分的調(diào)研和老師咨詢，項目組針對拱北凍結(jié)法施工，結(jié)合BIM技術特點，制定了管幕凍結(jié)設計方案，開發(fā)了管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)。為配合暗挖施工，凍結(jié)管幕橫斷面上分為A ，B1，B2 ，B3 ，C五個區(qū)。為控制土體的凍脹效應，采用控制性凍結(jié)施工，并在凍結(jié)A區(qū)及局部敏感區(qū)域采用注漿改良凍結(jié)法。同時，分別在各區(qū)安裝溫度傳感器，以便掌控溫度的變化情況。

拱北隧道凍結(jié)法管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)，首先需要建立凍結(jié)管、監(jiān)測點BIM模型。然后，對監(jiān)測點進行編號，將溫度采集數(shù)據(jù)與BIM模型構(gòu)件關聯(lián)。管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)關聯(lián)、溫度變化趨勢查詢、溫度預警以及風險定位等功能。相對于傳統(tǒng)模式，基于BIM技術的管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)可以結(jié)合三維模型對于歷史數(shù)據(jù)、監(jiān)測點位置等多個方面進行綜合分析，可以更加準確、及時定位于風險的位置，使項目的安全與質(zhì)量得到提升。

從上述兩例中，BIM的深入應用，須建立在高質(zhì)量的模型基礎上。這個“高質(zhì)量”不僅僅指模型的深度，也包括了設計人員在模型創(chuàng)建時體現(xiàn)出的專業(yè)知識和施工經(jīng)驗。BIM從業(yè)人員需要不斷累積經(jīng)驗，才能為項目提供更有力的技術支持。

BIM在大型工程中的作用非常顯著，節(jié)省工期、節(jié)約資源，而近年各地也多次發(fā)文，綠色建筑、智慧城市等詞頻頻提出，BIM作為滿足當下國情需要的建造技術，必將在越來越多的項目中彰顯其價值。而BIM從業(yè)者在定位未來時，BIM全局觀是關鍵。

BIM信息最大的價值在冗長的建筑物營運階段，建筑物在其工程階段建置的龐大信息，是未來營運階段充份應用的寶貴資源，綠建筑可持續(xù)經(jīng)營所推動的理想均需建筑物建置有詳盡的3D模型與信息關連的機制，方能發(fā)揮。以上就是BIM技術在港珠澳大橋的應用與管理內(nèi)容，更多建筑類精彩內(nèi)容可以關注環(huán)球網(wǎng)校，也可點擊下方“免費下載”領取自主學習資料。