龙建路桥建起中俄贸易线——黑龙江大桥BIM应用

时间:2019-05-22    来源:Bentley     BIM编辑:wanglaoshi

  黑河—布拉戈维申斯克黑龙江(阿穆尔河)大桥总投资24 亿元,连接中国黑河市与俄罗斯布拉戈维申斯克市,是中国东北地区与俄罗斯远东地区贸易路线上的首条公路通道。这条全长19.9公里的路线包括一座1,284米长的斜拉桥,该桥跨越生态环境敏感的黑河流域。项目地处高寒地区,昼夜温差大,对环保要求非常高。为了应对这些挑战,项目团队制定了一个为期三年的浩大施工计划。龙建路桥股份有限公司作为工程施工总承包商,实施了基于Bentley平台的BIM 方法,完成项目交付。ProjectWise 的协同式施工管理和信息共享平台优化了项目协作,使得项目管理效率提升了25%。

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  扩展贸易路线

  早在28 年前,中俄双方就已经开始为从中国黑龙江省到俄罗斯阿穆尔州建设一座公路大桥的计划展开了会谈。谈判代表们就首条跨黑龙江(俄罗斯称之为阿穆尔河)公路通道以及协同设计和施工项目的后勤事宜达成了共同愿景。竣工后,该桥不仅将成为中蒙俄经济走廊的重要通道,而且还将成为丝绸之路经济带的重要组成部分。大桥建成通车后,通往俄罗斯远东地区的贸易路线将缩短3,500 公里,货运周转量也将提升10倍,从而推动贸易向中国黑河和俄罗斯库页岛地区符拉迪沃斯托克以外的港口城市扩展。两国元首于2015 年9 月就跨黑龙江公路通道的建设事宜签署了协议。项目在2016 年11 月开始开工建设,并计划于2019 年10 月通车。根据协议,中方负责建造中方境内长约6.5 公里的路线,起点位于黑河市郊的长发屯;俄方负责建造13.4 公里长的路线,起点位于卡尼库尔干村。另外,俄方团队还负责两段桥梁的连接工作。

  顶推施工工艺

  龙建路桥是一家隶属于黑龙江省建设集团的国有企业,凭借着诸多令人瞩目的路桥建设项目在全球享有盛誉。承包商采用顶推施工工艺完成该矮塔斜拉桥的施工。这种方法不但可节省时间、成本和空间,同时还可最大限度地减少对环境敏感区域的影响。

  现场情况给施工进度带来了许多阻碍,包括季节性极端天气、冰流、航道宽度受限以及受保护流域等。为了克服困难并确保项目如期交付,该团队必须完成以下几个关键目标:在工期十分紧张的情况下快速构建桥梁模型;为实现所有工程设计信息的管理和交换创建一个数字化环境;明确BIM策略以对采用顶推工艺的桥梁施工进行三维监控。

  显然,应对这些问题的解决方案就是采用BIM方法来进行桥梁施工的有效管理。【Bentley】不但为龙建路桥提供了执行土木工程施工任务所需的应用程序,同时还为参与该项目的其他施工单位提供了技术支持和综合解决方案。

  Bentley的BIM 技术

  本项目引入了Bentley平台作为施工管理的有效工具,同时龙建路桥积极组织BIM 技术培训,目标是在确保达到明确的成本、质量和安全目标的同时,减少材料浪费、有效部署机械并高效利用人力资源。

  项目团队研发出了标准化的三维设计建模方法,使团队成员得以高效协作。设计团队利用OpenBridge Modeler 对连续梁精确建模,确保满足所需精度,利用OpenRoads路线平纵功能实现了子结构的精确定位,定制各类结构物多达60余种。与传统方法相比,实施的参数化建模技术使团队的工作效率提升50倍。团队利用 RM Bridge 的有限元分析模拟了桩基、主梁和其他结构,优化了水工平台结构强度、硬度和稳定性。借助ProStructures对钢结构及结构钢筋精确建模,减少了材料浪费和返工,从而节省材料30吨。

  基于 ProjectWise 实现了测绘、场地、路基、桥梁等专业的信息互通及协同设计。通过与 MicroStation 搭配使用,ProjectWise 成为 5D 施工信息管理 (CIM) 平台,创建了一种可让所有参与者实时共享、查看和更新信息的通用数据环境。这种协作环境不但使建模效率提高了 35%,还使各管理团队也加快了决策速度。

  MicroStation 实现了进度跟踪、顶推监测、质量报验、成本管理、安全检查的项目5D 管理环境。实时的审查和批准功能使团队得以更快速地开展后续工作。通过Navigator 应用,完成了项目进度合理性分析,减少了时间维度上的冲突,改进了施工进度安排,使项目在规定时间内得以完成。

  实景可视化

  ContextCapture的实景建模功能在数字化地形建模和场地规划以及安全性和数字资产管理方面发挥了重要作用。场地的三维实景模型优化了建筑与设备关系和场地利用率。项目团队利用LumenRT快速直观展示该项目,增强项目的表现力,为政府及社会各界参观人员提供真实三维体验环境。

  项目团队利用可视化功能传达复杂的工作程序并提供可视化数据。iModel、3D PDF 和3D 打印、施工模拟动画绘制以及虚拟实景应用程序加深了对设计意图、项目进度和预期结果的了解。这些功能大大促进了中俄各方诸多管理层之间的相互沟通和交流。用于技术项目管理的可视化技术可减少花在会议和检查上的时间,提升质量保证。由于减少了冲突,使项目在规定时间内得以完成。

  重大的回报

  龙建路桥利用 Bentley 应用程序攻克了施工周期紧张和工作环境复杂的双重挑战。BIM 工作流使工作效率提高了25%。另外,团队在项目的每个阶段也都实现了相应的收益,包括精确的三维模型、最佳的材料数量计算工具以及人员和机器的有效部署,从而减少了返工,节约了成本。

  Bentley 应用程序优化了桥梁设计,从而确保达到结构的形式和功能目标,并实现规模经济效益和资源有效利用。通过进行场地规划,实现合理布置流域内施工区域,节约用地620 平方米,从而减小了在敏感流域中的占地面积。项目团队综合使用Bentley 土木交通解决方案,节约项目占地770 平方米,节约费用10 万元。Bentley 的参数化建模功能使错误和返工得以减少,从而节省了工程资源。人力投入已减少40 个工作日,数字化管理系统可节约现场施工组织协调及报验时间约30%。使用Bentley 应用程序计算的材料数量确保了采购部门能够按准确数量进行采购。节约材料用量30 吨,节约费用约10 万元。

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  该项目之所以能够在现场如期完成进度,支持BIM 的施工管理平台功不可没。到目前为止,龙建路桥已经实现了多项重要目标,主材材料损耗率降低了1 个百分点,控制在1% 以下,机械使用效率以及劳务人员施工效率分别提高15%,进度偏差率不超过50 万元。完工后,项目团队会将基于实景模型的资产管理数据库移交给业主,以供在运营和维护管理阶段中使用。龙建路桥将继续应用BIM 技术进步,为其未来的桥梁项目制定一系列标准、流程和规范。

  大桥建成后,将极大促进中俄两岸经济社会发展。预计到2020 年,两岸间客货运输量将分别达到148 万人次和309 万吨,比目前分别增长2 倍和10 倍,这将为中国的“一带一路”倡议做出重要贡献,也必将推动中国东北地区的振兴。“Bentley 软件的全面技术解决方案提供的管理和协作功能,帮助提升综合管理效率25%,同时帮助应对复杂的施工环境带来的工程挑战。”——龙建路桥股份有限公司,技术研发中心主任,梁旭源

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