[00333057]基于BIM技术的多向牛腿施工技术研究与应用

一、任务来源 鉴江高岭拦河闸重建工程是一项以灌溉、供水为主,结合航运的Ⅰ等大（1）型拦河水闸工程。工程分两期完成两岸连接段、16孔×15m拦河闸、左右岸水轮泵站、船闸等建筑物。工程于2016年10月份完成招投标,2016年11月才开工建设,相较同类型水闸已晚开工一个多月,而2017年4月（汛期）前必须完成一期基坑内右岸6孔水闸、右岸水轮泵站、右岸连接段、船闸工程等水下部分的施工,并完成二期纵向混凝土围堰的施工,闸门具备启闭条件,且挖除一期上下游围堰后新建闸孔具备过流条件。 工期紧、任务重,如何有效的缩短进度计划关键线路上闸墩项目的施工时间,给上部的交通桥预制空心板、启闭机平台预制T梁的吊装,以及拦河闸工作闸门、启闭机的安装调试预留时间,以确保在2017年汛期来临前拦河闸闸门具备启闭功能成为本技术课题研究的目的。 项目部结合本项目闸墩施工特点分析,闸墩下游端牛腿施工难度最大,一是工期紧,牛腿必须一次浇筑完成;二是体量大（长5.37m,宽1.35m,高4.35m）、左、右、后三个方向均有牛腿,且后测牛腿与左右侧牛腿不在同一个高程,还需预留启闭机平台预制梁梁槽,造成钢筋图难看懂,且钢筋交叉搭接多,只能按某一个顺序才能安装成型,一旦装错后续钢筋将无法安装,钢筋安装难度大;三是三个方向的牛腿不在同一高程,以及牛腿处钢筋布置密集,传统的内拉式或外支撑式牛腿模板因内拉条安装质量得不到保证也无法采用。 二、应用领域和技术原理 1 应用领域 本成果主要应用领域为建筑工程技术领域。 2 技术原理 近年来,BIM技术因具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大突出优势和特点,项目部决定根据水闸闸墩牛腿特点及现场实际情况大胆引用BIM技术,以期达到解决牛腿钢筋下料、安装难问题; 引用Midas Civil软件对牛腿模板支撑体系进行结构设计和验算并优化支撑结构;以期达到施工速度快、质量、安全有保证的同时,又可以节约成本的目的。 三、性能指标 1 计划任务主要性能指标 1) 减少闸墩施工成本,节约成本不少于15万元; 2) 减少闸墩施工工期,最终确保在2017年汛期来临前拦河闸闸门具备启闭功能; 3) 保证施工质量,闸室段单元工程优良率达90%,闸室段分部工程优良。 2 实际达到的性能指标 1) 减少闸墩施工成本,节约成本21.53万元; 2) 在2017年汛期来临前拦河闸闸门已具备启闭功能; 3) 一期闸室段单元工程优良率达93.8%,一期闸室段分部工程优良;二期闸室段单元工程优良率达92.1%,二期闸室段分部工程优良。 四、与国内外同类技术比较 根据科技查新报告显示,在查新报告中所述国内文献及数据库检索中,未发现有与本项目整体技术特点、方法和应用对象等组成一体相同的“基于BIM技术的多向牛腿施工技术研究与应用”的文献报道。五、成果的创造性、先进性 在水闸闸墩多向牛腿施工中,多向牛腿带两梁槽,造成钢筋图难看懂,并且多个方向牛腿和梁槽配筋只能按某一个顺序才能安装成型,钢筋安装难度大,利用BIM技术,建立水闸闸墩结构和钢筋的三维信息模型,对图纸钢筋料表进行复核,提高了钢筋下料的准确率,避免了钢筋因交叉碰撞而返工,节约了施工成本及工期。 通过Midas Civil有限元分析软件对牛腿模板支撑体系进行结构设计和验算并优化支撑结构,确保了模板支撑体系的稳定性、刚度和强度满足混凝土施工荷载要求,节约了施工成本。 基于BIM模型对工人进行施工技术交底,使交底的内容更加直观;并进行模拟感觉安装施工,使施工工艺的执行更加彻底,极大的提高了工作效率,使得牛腿结构施工过程安全可控,质量有保障,保证了施工目标的顺利实现。 六、作用意义 （直接经济效益和社会意义） 基于BIM技术的多向牛腿施工技术运用在大型拦河闸工程中,施工工期显著缩短,施工成本低,在保证牛腿施工质量的同时,提高了施工效率,让我司在地区及行业的得到了良好的口碑,树立了我司的品牌,社会效益显著。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见 本施工技术相较于传统施工技术,施工工期短、施工成本低,对水利工程、桥梁工程、房建工程等工程中牛腿施工有着广泛的推广应用前景。