一、应用背景
随着城市化进程的不断加快，各类跨路线桥梁施工变得极为常见，为保证跨越道路正常通行，门式支架被广泛采用。在此类大型模架工程中，仅靠传统施工经验进行施工组织设计和管理常常会出错，甚至出现门式支架整体失稳的情况。
如今，随着BIM技术在路桥项目应用中逐渐成熟，可以实现门洞设计的可视化，并通过精确算量来减少材料损耗和施工周期，还可以通过三维模型帮助解决门洞工程设计和施工过程中存在的问题，提高施工的安全性和经济性。
二、应用目标
1、质量目标：实现信息协同与复核设计成果，保障方案质量；
2、进度目标：实现施工方案的可视化模拟，加快施工人员理解和沟通速度，提高施工效率；
3、成本目标：实现精准算量，避免材料堆积、减少二次搬运及提高周转利用率。
三、应用流程
根据初步门洞搭设方案及道路平面图，对过车门洞进行三维模型搭建。同时结合现场实际情况，发现门洞方案问题，提出优化建议并采纳各方意见，制定最优方案。最后复核是否符合施工要求，若符合交付于现场技术负责人，指导现场施工。
图1 实施应用流程图
四、应用案例
本文以国道311马棚杨互通立交为例，为大家讲述具体的应用方法。
1、门洞施工方案优化
通过门洞三维模型搭设，发现初步方案存在以下问题。
问题1：由于本项目门洞与A匝道桥梁方向不一致，而原方案门洞最上层H型钢沿国道107布置（图2左），脚手架沿A匝道横桥向布置，使得该门洞搭设方式不便于上层脚手架的搭建。
处理方法：经过BIM小组对门洞搭设方式进行优化，将最上层H型钢方向调整为沿A匝道横桥向铺设（图2右），使得门洞与脚手架能够完美结合。
图2 优化前方案（左） 优化后方案（右）
问题2：若不考虑现场横坡问题，道路外侧混凝土基础高度将大于模板高度（模板高度为1.22m）。
处理方法：通过对门洞进行精细化建模，计算出混凝土基础高度。原方案：立柱高度3.5m，道路外侧混凝土基础高度1.314＞1.22，不满足施工要求（图3）；优化后方案：立柱高度4m，道路外侧混凝土基础高度0.814＜1.22，满足施工要求。
图3 门洞横断面图
2、施工工序模拟
通过施工方案模拟，施工方能够直观地观察整个施工工艺流程，及早发现施工中可能存在的风险和缺陷，从而优化工艺流程，达到减少风险、缩短工期和提高安全防范意识的目的（图4）。
图4 门洞施工流程
3、创建精细化模型，工程量统计
（1）创建门洞及脚手架精细化模型
通过创建精细化模型，增强了工程量统计的可靠性（图5）。
图5 马棚杨互通立交A匝道7-8跨门洞及脚手架模型
（2）工程量统计
①门洞构件工程量统计
在施工方案中，考虑到107国道保通问题，门洞为左右幅分开施工，所以需要分开统计左右幅工程量，以达到精准报量与减少二次搬运的目的。
图6 门洞工程量
②门洞混凝土基础方量统计
由于107国道存在横坡，且需保证最上层工字钢保持水平的，致使5个混凝土基础的高度均不相同，故需分别对其进行计算和规划，达到精准报送混凝土的目的。
图7 混凝土基础方量
③门洞区域脚手架杆件工程量
由于门洞与A匝道斜交，导致该区域脚手架工程量人工统计困难。BIM小组通过创建脚手架基元族，并设置该基元族各杆件数。然后将基元族载入到项目中，并完成族的定位放置（图8）。
图8 创建脚手架基元族并载入项目
完成门洞区域脚手架模型后，通过程序编写实现工程量自动统计，减少了人工统计的失误，提高了工作效率（图9）。
图9 dynamo提取工程量
五、经济效益分析
1、施工方案优化
通过对施工方案优化，有3根8mH型钢需要截断，其费用由租赁费变为购置费，根据市场价每根H型钢1190元计算，合计3570元。
但方案优化后，不必用无缝钢筋对盘扣式脚手架进行整体连接，共节约无缝钢管约2吨，根据市场价每吨无缝钢管3200元计算，合计6400元。
2、工程量统计
准确的算出门洞分阶段施工中各阶段的工程量，方便现场对材料进行规划，减少材料的二次搬运。通过计划进度与实际进度进行对比，合计共节约工期8天。按照每天5名工人，单价300元/人/工日；每天机械数量1台，单价600元/台/工日计算，合计16800元。
图10 实际成本节约统计表
六、应用总结
1、通过BIM技术的可视化，提前对门洞模型进行搭建，发现问题并进行反馈，做到提前优化、提前规避，使得门洞施工能够顺利有序的进行。
2、通过精细BIM模型的工程量自动化统计，改变了根据二维图纸按照部件类型进行计算表手算的传统模式，达到了数据可靠、工作高效的目的。
3、通过对门洞分阶段施工工程量进行统计，实现了对各阶段工程量的精确把控。
豫公网安备 41100202000396号
