BIM技术在预应力混凝土T构中的应用

白晓红 张蔓

【摘要】：文章结合跨京哈高速公路特大桥64 m+64 mT构0号块施工，对BIM在预应力混凝土T构施工的需求进行了分析，从技术中提出BIM在预应力混凝土T构施工中的应用场景，总结出BIM技術在预应力混凝土T构中的应用思路，对类似工程具有参考价值。

【关键词】：0号块; BIM技术; 钢筋工程; 预应力工程

TU741.3A

铁路混凝土T构施工过程中，混凝土T构0号块钢筋密集，存在普通钢筋及预应力管道空间干扰，混凝土下料孔与振捣孔不好布置，引起较多质量问题，尤其是T构支座附近，常出现混凝土不密实、底板内空洞、蜂窝麻面、混凝土松散离析及保护层大面积脱落等问题，严重影响了T构的质量。通过应用BIM技术对结构建模，可以有效解决普通钢筋及预应力管道空间干扰问题，同时可以对下料孔及振捣孔进行合理布置，既提高了施工效率，也能保证施工质量。

1 工程概况

跨京哈高速公路特大桥共有64 m+64 mT构连续梁12联，中墩墩顶0号节段长12 m，箱梁顶宽12.6 m，底宽7.0 m，中支点截面中心处梁高7.215 m。0号块有横隔板与刚臂墩，钢筋布置较为复杂。

2 BIM技术在预应力混凝土T构中的应用

2.1 采用BIM技术核对0号块结构设计

用Tekla软件建立了T构0号块BIM模型，在既有钢筋图的基础上，通过BIM软件提供的三维可视化空间，可以在既有钢筋图的基础上，核对纵向预应力、横向预应力、普通钢筋等结构尺寸与位置信息，优化既有T构钢筋设计，提前减少或避免钢筋与预应力管道、钢筋与支座螺栓等预埋件之间的干扰。并针对存在的问题提出整改措施。其中各部位BIM模型示意如图1～图4所示。

通过BIM模型发现刚壁墩钢筋与横向预应力钢束干扰、竖向预应力筋与普通钢筋干扰、纵向预应力筋与普通钢筋干扰。如图5～图8所示。

针对核对出现的问题，提出如下解决方案，避免了钢筋与预应力束间的干扰，具体调整措施为：优先调整横向预应力钢束，避开相关普通钢筋;根据0号块刚臂墩普通钢筋布置情况，适当移动竖向预应力孔道位置;调整梁顶板底面钢筋N2的长度，避免与预应力筋干扰。调整后N2钢筋如图8所示。

2.2 采用BIM技术布置下料孔与捣固通道

2.2.1 混凝土下料孔的布置

根据施工经验，混凝土浇筑时自由倾落高度不得大于2 m，在零号块与刚壁墩结合处分别考虑放置下料管，下料管采用外径108 mm PVC管，为了满足下料管布置，与布料管道干扰的纵向普通钢筋在管道处截断，其他普通钢筋位置根据现场情况适当移动。同时在进行梁体钢筋绑扎之前应按照设计院确定的下料管位置预埋。现场根据BIM图调整了部分零号块纵向钢筋布置，保证现场能够形成梁顶自上而下的下料孔通道，下料管设置位置如图9～图12所示。

建筑论坛与建筑设计白晓红， 张蔓： BIM技术在预应力混凝土T构中的应用

2.2.2 外模振捣孔设计

外模开设振捣大窗分为2种情况：一种情况是零号段加宽处，另一种情况是0号段中支点处于腹板平齐处，不存在加宽部分。第一种情况时，加宽部分由于在与腹板平齐位置有一层腹板护面钢筋阻隔，从顶板位置插入振动棒是不可能实现的，故采用在加宽部分侧模上部每侧开设2个50 cm×40 cm的振捣天窗，用于插入振动棒振捣加宽段凝土，还可以从此处观察振捣情况。第二种情况，为加强零号块混凝土振捣，在侧模上距底板30 cm及60 cm开设8～10个直径为100 mm的振捣孔，并与预制振捣通道对应。外模振捣孔设计位置如图13、图14所示。

2.2.3 内膜、中隔板模板及孔洞模板

考虑零号块段内梁体截面变化较大，模板通用性差。为提高过人孔下混凝土密实度和现质量，在过人孔底模中心纵向等间距开设6个20 cm×30 cm振捣孔。底板处支座预埋件、落梁预埋件及阻尼器预埋件多，在底板处增加振捣孔。内膜、中隔板模板及孔洞位置如图15、图16所示。

3 结束语

应用BIM技术对新建京唐铁路（64+64）m T构（共计12联）进行建模，开展零号块优化设计。通过零号块优化设计能够有效解决普通钢筋及预应力管道空间干扰问题，同时就施工单位下料孔及振捣孔布置进行了施工深化设计，有效了提高了施工现场的整体进度，保证了现场的施工质量。

应用BIM技术优化、指导、完成T构的钢筋优化，是工程项目建设的趋势和发展方向，实践证明，设计院开展基于BIM的模型优化，实现了真正意义上三维设计到施工全过程应用。

BIM技术在顶层规划设计应用更为重要，随着国家基础设施投资的不断增加，BIM技术在高速铁路领域的应用前景广阔，“BIM+”在企业中的作用日益明显[2]。

参考文献

[1] 彭志新.BIM技术在京雄铁路转体T构桥施工中的应用[J]. 铁路建筑技术，2020（7）：67-70.

[2] 潘永杰，赵欣欣，刘晓光，等.桥梁BIM技术应用现状分析与思考[J]. 中国铁路，2017（12）：72-77.