BIM技術在城市互通立交 改造施工中的應用研究
在復雜的改擴建要求中，傳統管理手段由于其系統性、集成性不強，信息化程度低，很難實現管理目標，而BIM技術的出現，為精益化建造管理提供了可能。南大干線番禺大道節點立交是番禺北部城區的重要交通運輸轉點，是通往廣州城區、市橋城區、南沙和珠海的重要交通要道。改造前，番禺大道主線為雙向四車道的跨線橋，兩側輔道為雙向六車道；南大干線為雙向六車道，地面為十字平交；南大干線番禺大道節點立交周邊均為密集的商鋪及居民區。改造后，該立交為渦輪式全互通立交，番禺大道主線采用跨線橋，南大干線主線設隧道下穿，通過6條匝道橋實現過境轉向交通流的分離，地面層設置平面交叉輔道。
交通導改的難點與重點
本節點互通立交改造施工方案結合工程現狀條件，基本采用優先保證番禺大道交通順暢的方案，進行施工交通組織設計，分為六個主要的施工階段。在改造施工過程中存在很多難點與重點。
1. 該節點立交規模大、功能多，匝道錯綜復雜，體量接近公路立交；
2. 該節點立交周邊均為密集的商鋪和居民區，征地拆遷難度大；
3. 該節點立交的施工區域與地鐵18號線施工路線存在部分重疊，導致施工難度增加、工期延長；
4. 在施工過程中，應合理優化交通疏解方案，確保對道路交通影響降到最小。
項目地理位置圖
節點現狀衛星圖
BIM助力交通導改設計
該項目以BIM技術為依托，推進精益化管理，通過軟件的集成應用，統籌深化設計、進度管理、交通疏解方案仿真、場布模擬等，解決南大干線番禺大道節點立交交通導改的難題，確保在施工過程中對道路交通影響降到最小。
集成軟件應用下的交通導改BIM技術
BIM模型建立
根據設計施工圖，采用了Revit與Tekla相結合的方式，將錯綜復雜的項目工程結構與周圍環境進行BIM模型的建立與整合，將項目信息與BIM模型相關聯，對節點互通立交進行深化設計。
通過BIM模型對互通匝道間凈空高度進行檢查，滿足設計規范要求，能夠保證正常通行要求。地鐵18號線線位從地下下穿節點立交互通環形匝道橋區域，屬于本互通中橋墩最密集的部分。利用BIM模型進行碰撞檢查，發現約44個橋墩涉及空間沖突，設計院隨后進行方案的設計變更。通過建立箱梁鋼筋BIM模型，生成鋼筋代碼，將數據直接導入鋼筋加工設備，實現從鋼筋下料到設備自動加工成型的流水線生產，確保鋼筋加工質量，提高生產效率，縮短工期。
4D-BIM進度模擬
分別針對六個施工階段，結合Revit與Tekla生成的BIM模型，通過Navisworks與project文件相鏈接，以可視化推演的方式進行4D-BIM進度模擬。通過對模擬結果的科學分析，在繁亂的施工部署中理出頭緒，并合理規劃施工部署，提前排查施工干擾因素，能夠完善解決導改過程中“部署繁”的難題。
通過4D-BIM進度模擬，發現番禺大道主線跨線橋東側樁基與承臺施工區域的工期安排，與地鐵18號線的相沖突，經過優化，調整施工方案，新增兩個施工階段，將番禺大道主線跨線橋東側樁基與承臺施工工期提前，合理避開與地鐵18號線的施工重合期。
交通疏解方案模擬
針對布設復雜和重點管控的區域，采用Lumion進行行車模擬。在施工過程中，尤其在車輛匯流處，圍蔽的布設會導致車道變窄，車流量增加。針對此區域的交通狀況和交通組織進行仿真模擬，可直觀反映圍蔽范圍外的寬度是否滿足車流變線的需求。
由于在漢溪大道交叉口及番禺大橋收費廣場的掉頭，是實現南大路與番禺大道的交通轉換唯一辦法。因此需應用BIM技術對該地點的車流進行仿真模擬，確保在該地點能夠順暢通行。
在第六施工階段，利用已建好的南大干線地面輔道與番禺大道地面平交，實現番禺大道與南大路的交通轉換，該節點交通轉換復雜，交通管制難度大，利用BIM技術提前進行預演，優化交通組織設計。
整體交通疏解方案鳥瞰圖
圍蔽位置模擬
針對六個施工階段，利用BIM技術對圍蔽施工空間、緩沖空間和社會留置空間等進行模擬和分析。依據模擬結論設計圍蔽位置，規劃施工車流與社會車流，確保車流量通行的連續與安全，降低施工對該節點交通運營的影響。
利用BIM技術進行圍蔽位置模擬，在第四施工階段，B匝道第七聯施工時，原有橋梁圍蔽未完全覆蓋施工區，嚴重影響車輛通行的安全。
圍蔽宣傳設計仿真
本工程利用BIM技術的材質賦予和渲染輸出功能，將城市宣傳和交通標識圖片等賦予結構面層。該功能可以很好地對圍擋宣傳進行整體模擬，優化圍擋宣傳設計。
南大干線番禺大道節點立交應用BIM技術，通過BIM模型建立、4D-BIM進度模擬、交通仿真模擬等手段，解決了設計過程中產生的“錯、漏、碰、缺”，合理優化了施工組織方案，提升了交通疏解方案的實操性等。BIM技術的應用科學便捷優化了施工部署和交通導改，提升了施工效率，降低了對通行道路交通的影響，促進項目工程順利履約，具有重要的實踐意義與推廣價值。
本文刊載 / 《橋梁 · BIM視界》雜志 2018年 第1期 總第4期
作者 / 卜慶晗 郭毅霖 朱立陽 李法雄
作者單位 / 交通運輸部公路科學研究院、北京公科橋梁技術有限公司
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