BIM技術(shù)在預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)中的應(yīng)用

白曉紅 張蔓

【摘要】：文章結(jié)合跨京哈高速公路特大橋64 m+64 mT構(gòu)0號塊施工，對BIM在預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)施工的需求進行了分析，從技術(shù)中提出BIM在預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)施工中的應(yīng)用場景，總結(jié)出BIM技術(shù)在預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)中的應(yīng)用思路，對類似工程具有參考價值。

【關(guān)鍵詞】：0號塊; BIM技術(shù); 鋼筋工程; 預(yù)應(yīng)力工程

TU741.3A

鐵路混凝土T構(gòu)施工過程中，混凝土T構(gòu)0號塊鋼筋密集，存在普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道空間干擾，混凝土下料孔與振搗孔不好布置，引起較多質(zhì)量問題，尤其是T構(gòu)支座附近，常出現(xiàn)混凝土不密實、底板內(nèi)空洞、蜂窩麻面、混凝土松散離析及保護層大面積脫落等問題，嚴重影響了T構(gòu)的質(zhì)量。通過應(yīng)用BIM技術(shù)對結(jié)構(gòu)建模，可以有效解決普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道空間干擾問題，同時可以對下料孔及振搗孔進行合理布置，既提高了施工效率，也能保證施工質(zhì)量。

1 工程概況

跨京哈高速公路特大橋共有64 m+64 mT構(gòu)連續(xù)梁12聯(lián)，中墩墩頂0號節(jié)段長12 m，箱梁頂寬12.6 m，底寬7.0 m，中支點截面中心處梁高7.215 m。0號塊有橫隔板與剛臂墩，鋼筋布置較為復(fù)雜。

2 BIM技術(shù)在預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)中的應(yīng)用

2.1 采用BIM技術(shù)核對0號塊結(jié)構(gòu)設(shè)計

用Tekla軟件建立了T構(gòu)0號塊BIM模型，在既有鋼筋圖的基礎(chǔ)上，通過BIM軟件提供的三維可視化空間，可以在既有鋼筋圖的基礎(chǔ)上，核對縱向預(yù)應(yīng)力、橫向預(yù)應(yīng)力、普通鋼筋等結(jié)構(gòu)尺寸與位置信息，優(yōu)化既有T構(gòu)鋼筋設(shè)計，提前減少或避免鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋與支座螺栓等預(yù)埋件之間的干擾。并針對存在的問題提出整改措施。其中各部位BIM模型示意如圖1～圖4所示。

通過BIM模型發(fā)現(xiàn)剛壁墩鋼筋與橫向預(yù)應(yīng)力鋼束干擾、豎向預(yù)應(yīng)力筋與普通鋼筋干擾、縱向預(yù)應(yīng)力筋與普通鋼筋干擾。如圖5～圖8所示。

針對核對出現(xiàn)的問題，提出如下解決方案，避免了鋼筋與預(yù)應(yīng)力束間的干擾，具體調(diào)整措施為：優(yōu)先調(diào)整橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，避開相關(guān)普通鋼筋;根據(jù)0號塊剛臂墩普通鋼筋布置情況，適當移動豎向預(yù)應(yīng)力孔道位置;調(diào)整梁頂板底面鋼筋N2的長度，避免與預(yù)應(yīng)力筋干擾。調(diào)整后N2鋼筋如圖8所示。

2.2 采用BIM技術(shù)布置下料孔與搗固通道

2.2.1 混凝土下料孔的布置

根據(jù)施工經(jīng)驗，混凝土澆筑時自由傾落高度不得大于2 m，在零號塊與剛壁墩結(jié)合處分別考慮放置下料管，下料管采用外徑108 mm PVC管，為了滿足下料管布置，與布料管道干擾的縱向普通鋼筋在管道處截斷，其他普通鋼筋位置根據(jù)現(xiàn)場情況適當移動。同時在進行梁體鋼筋綁扎之前應(yīng)按照設(shè)計院確定的下料管位置預(yù)埋。現(xiàn)場根據(jù)BIM圖調(diào)整了部分零號塊縱向鋼筋布置，保證現(xiàn)場能夠形成梁頂自上而下的下料孔通道，下料管設(shè)置位置如圖9～圖12所示。

建筑論壇與建筑設(shè)計白曉紅， 張蔓： BIM技術(shù)在預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)中的應(yīng)用

2.2.2 外模振搗孔設(shè)計

外模開設(shè)振搗大窗分為2種情況：一種情況是零號段加寬處，另一種情況是0號段中支點處于腹板平齊處，不存在加寬部分。第一種情況時，加寬部分由于在與腹板平齊位置有一層腹板護面鋼筋阻隔，從頂板位置插入振動棒是不可能實現(xiàn)的，故采用在加寬部分側(cè)模上部每側(cè)開設(shè)2個50 cm×40 cm的振搗天窗，用于插入振動棒振搗加寬段凝土，還可以從此處觀察振搗情況。第二種情況，為加強零號塊混凝土振搗，在側(cè)模上距底板30 cm及60 cm開設(shè)8～10個直徑為100 mm的振搗孔，并與預(yù)制振搗通道對應(yīng)。外模振搗孔設(shè)計位置如圖13、圖14所示。

2.2.3 內(nèi)膜、中隔板模板及孔洞模板

考慮零號塊段內(nèi)梁體截面變化較大，模板通用性差。為提高過人孔下混凝土密實度和現(xiàn)質(zhì)量，在過人孔底模中心縱向等間距開設(shè)6個20 cm×30 cm振搗孔。底板處支座預(yù)埋件、落梁預(yù)埋件及阻尼器預(yù)埋件多，在底板處增加振搗孔。內(nèi)膜、中隔板模板及孔洞位置如圖15、圖16所示。

3 結(jié)束語

應(yīng)用BIM技術(shù)對新建京唐鐵路（64+64）m T構(gòu)（共計12聯(lián)）進行建模，開展零號塊優(yōu)化設(shè)計。通過零號塊優(yōu)化設(shè)計能夠有效解決普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道空間干擾問題，同時就施工單位下料孔及振搗孔布置進行了施工深化設(shè)計，有效了提高了施工現(xiàn)場的整體進度，保證了現(xiàn)場的施工質(zhì)量。

應(yīng)用BIM技術(shù)優(yōu)化、指導(dǎo)、完成T構(gòu)的鋼筋優(yōu)化，是工程項目建設(shè)的趨勢和發(fā)展方向，實踐證明，設(shè)計院開展基于BIM的模型優(yōu)化，實現(xiàn)了真正意義上三維設(shè)計到施工全過程應(yīng)用。

BIM技術(shù)在頂層規(guī)劃設(shè)計應(yīng)用更為重要，隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施投資的不斷增加，BIM技術(shù)在高速鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，“BIM+”在企業(yè)中的作用日益明顯[2]。

參考文獻

[1] 彭志新.BIM技術(shù)在京雄鐵路轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋施工中的應(yīng)用[J]. 鐵路建筑技術(shù)，2020（7）：67-70.

[2] 潘永杰，趙欣欣，劉曉光，等.橋梁BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析與思考[J]. 中國鐵路，2017（12）：72-77.