BIM技术案例分享：BIM应用于南宁英华大桥施工管理

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英华大桥俯瞰

南宁英华大桥是一座民族韵味与现代设计感兼具的大桥，两座百米巨塔呈双曲面弧形，造型取自广西出土的汉代文物羊角钮编钟。一道主缆从双塔顶部穿越，然后被两个超级大的锚碇结结实实地“钉”在邕江两岸。主缆上垂下91根共重1600吨的悬索，将长为500米的钢箱梁托起。这个重达万吨的巨型结构就是大桥主跨，双向六车道的桥面就基于此。南宁英华大桥通车仪式将于12月底举行。此后，该市柳沙片区和大沙田片区之间的距离将极大缩短，而这座城市的发展规划和空间布局也将相应改变。而对于公路桥建筑领域来说，一系列的技术空白将被填补。

先拆后拼：两个巨塔竖起来

十余座型式各异矗立于邕江之上的桥梁，不但连接着南宁的交通血脉，也成为这个城的立体名片。英华大桥便是其中一座，跨度最大。QrG中国BIM门户 - ChinaBIM.com

“这座桥的双曲面弧形塔式单主缆悬索桥结构，是全国之首。”英华大桥项目部总工李定有告诉记者，其所在的中铁四局五公司为大桥施工单位。双曲面弧形即指索塔的羊角钮编钟造型，这种独特设计不仅体现了八桂大地民族特色，还可将主缆带来的纵向压力顺畅地传导下去。但问题是，双塔给施工建设者带来了挑战。

这两座百米高塔，16米以下是混凝土结构，之上的84米全是钢结构。“这是一种桥梁专用钢，新材料。”李定有说。

一般国内使用的都是厚度在25毫米以下的钢板，而这次用的是48毫米的超厚钢板。用这样厚重结实的钢板“凹造型”对卷板技术来说已属挑战，何况还要被弯成“纵向横向都有曲面，下大上小锥形过度”的羊角钮编钟造型。为此他们专门引进了先进的上辊多轴万能卷板机，用于双曲面弧形的卷制。

那么双塔是如何竖在邕江岸边的?原来，每座巨塔在厂房内是躺着被制成，然后原地解体，然后一块块吊装起来的。观看电脑动画模拟的吊装过程，记者感觉像是堆乐高积木那样轻易，但实际情况远非如此。

“最长的一节11米，其他平均7米5，单个节段最大吊装重量126吨，最大吊装高度为100米。”要把上百吨的钢件吊上百米高空，然后再调整定位组装，项目部常务副经理丁得志给出的这组数据充分显示了其难度之大。

不仅如此，施工时还要考虑到邕江航道正常运行，质量、安全、经济等影响都不可落下，因此技术人员确定采用500吨浮吊进行钢塔的吊装施工，这是我国内河水域首次采用500吨浮吊吊装。

吊装过程对精度的要求好比用吊车去绣花。据丁得志介绍，500吨浮吊钢塔最大吊装重量为220吨，主副臂组成最大吊装高度为105米，“如何实现英华大桥主塔最大100米的吊装需要进行精确计算，特别是顶部几个节段的吊装对应了浮吊的作业半径以及角度极限，任何一点偏差都无法确保吊装安全。”

最终，两个主塔共吊装了54个节段，共计5600吨，而这就是两个主塔的“体重”了。“主塔顺利吊装让大家都松了一口气。”丁得志表示，本来也是摸着石头过河，但主塔工期提前2个月结束，并节约成本700余万元的结果让大伙很欣慰，而这也为以后我国内河浮吊施工提供了很多可以借鉴的经验。

超级锚碇：牵引大桥的“定海神针”

作为一座单主缆悬索桥，通过照片我们可以看出，钢箱梁的自重，还有行车的动荷载，所有的受力都经由那根粗壮的主缆，集中在地面上牵引钢索的那个点。而那个点就是重约8万吨的重力式锚碇。

锚碇是指承受悬索两端全部拉力的结构，多数由混凝土构成。据李定有描述，这两个超级大的锚碇埋于地下深坑，直径底部57米，高度是30米。你可以把它想象成一个由3万立方米混凝土筑成的巨型水泥台，这个体量，相当于1栋面积为1000平方米的10层大楼埋于地下。

全桥设计寿命100年，这个部件就是定海神针，是灵魂，绝对不能更换。如果渗进水去腐蚀了主缆，将对大桥造成不可估量的损失。“因此如此庞大的构件，对混凝土结构抗渗、抗裂要求极高。”李定有说。

我们都知道，水泥见了水很“热情”，会发热。而水化热导致的温度过高就是锚碇混凝土浇筑过程中的大敌，控制不好极可能造成开裂等恶果。为了防止其发生，除了精确控制混凝土的配比外，锚碇混凝土还采取了“水平分块、竖向分层”的施工模式。

这个庞大的构建被分成了五大块，分步浇筑制作，然后再分层浇筑，即每一层大概浇筑两米，分段施工。另外，在混凝土结构里还预设了冷却水管，通过循环水流散热。经过实测，冷却水管排出来的热水有七八十摄氏度。

值得一提的是，施工前，负责此项工序的技术主管魏鑫发现，很多刚参加工作的技术人员现场经验不足，对锚碇结构的感性认识不够。于是，魏鑫带着三名技术员利用休息时间，一周内制作出一个实体模型。拆解，拼装，整个锚碇的组成结构一目了然。在锚碇混凝土浇筑施工前，他们还将模型搬到了现场对工人进行了演示，使每个人都做到心中有数。此后，这个小锚碇就成了大锚碇的“代言人”，每每有检查和观摩这个实体模型就出来亮亮相。

BIM虚拟建造：数字化“沙盘”

在竣工以前，大桥实际上早已“建成”了，在电脑上。

“大桥做成后到底是个什么样子?对于首次参建如此"高、新、尖"项目的我们来说完全一头雾水，如将英华大桥建成后的实物按比例建造一个沙盘，项目每进行到一个工序，都能在沙盘对应的位置来进行直观讲解。”四局五公司职业项目经理兼英华大桥项目经理黄文国在2012年就提出了建造“沙盘”构思。

1个月后，一个大桥实体沙盘模型出现在了项目部会议室一角，此后，无论是领导检查，还是现场对工人讲解，或者工艺讨论，都会来到沙盘前，效果非常好。

尝到这一“甜头”后，项目部开始考虑是否能够将工程每个环节、每道工序通过电脑三维制作来实现全过程虚拟建造，构造一个虚拟“沙盘”，并通过对现场各节点进度、成本等数字信息化分析，优化项目管理。他们这一想法，正与中国铁路总公司、中国中铁准备试点推广的BIM应用技术不谋而合，获得了中铁系统内的首个试点机会。

BIM，建筑信息模型(Building Information Modeling)，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。简言之即虚拟建造，就是电脑模拟整个建筑过程。

BIM系统具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。既有利于项目管理，也可以规避问题。

黄文国回忆说，锚碇里连接混凝土和主缆结构的钢拉杆长21米，直径8厘米，对空间定位要求非常精准，参数要求严格控制在2毫米之内。去年10月，技术员在对钢拉杆进行空间定位时，发现定位难、定位慢且精度达不到要求等诸多问题。项目技术团队最终把问题放到BIM中去研究，用BIM实时监控检验实际操作方案，并通过BIM空间旋转，三维定位捕捉来解决这一现实中难以解决的难题。

“通过BIM应用快速捕捉到钢拉杆上的三维位置，再通过捕捉到的点，精准的计算出了其三维空间坐标，同时在现实中利用捕捉到的参数去放线，减少了大量工作的同时提高了精度。”工程部长周海峰说，通过BIM仿真技术，我们3天便解决了一个三个月都难以解决的难题。同时，这些对BIM技术的成功应用使其开始在中铁系统内全面获得推广。

BIM模型在施工过程中的应用可全面提升工程造价行业效率与信息化管理水平，优化管理流程，高效率、高精准度的完成工程量计算工作。以上内容就是“BIM技术案例分享：BIM应用于南宁英华大桥施工管理”，更多BIM热点资讯/教程分享欢迎关注微信公众号“BIM实训”，也可点击下方免费下载领取精品学习资料。