CN110424276A - 基于bim技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，解决目前存在的双曲线钢桥顶推施工技术难度大、精度低、施工成本高等问题，同时将BIM技术应用于钢桥安装施工过程。其包括以下步骤：创建钢桥三维模型和顶推施工场地实景三维模型整合到基于云空间建立的BIM平台;进行三维可视化技术交底；现场搭设拼装和顶推支架并安装横向限位导向装置和多组步进式液压顶推机构；两侧对称吊装第一节钢箱梁；利用步进式液压顶推机构纵向对称顶推第一节钢箱梁；吊装其他节钢箱梁将其与已吊装钢箱梁对接焊；顺桥向双向整体顶推已吊装完毕钢箱梁，跨中合拢；完成双曲线钢箱梁顶推施工作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，属于钢结构桥梁施工技术领域。
背景技术
现有钢箱梁安装方法有支架安装、悬臂拼装和顶推安装三种，其中支架安装是指在成桥桥位搭设支架，利用塔吊、汽车吊或浮吊等地面或水上起重设备将钢箱梁逐节吊装就位，此种施工方案简单可靠，钢箱梁就位后无需进行大的调整，适用于桥下场地良好，便于搭设支架的陆地或水上环境，但对于地面条件不允许或跨线有通车需求的工程则不适用；悬臂拼装是指利用可在钢桥面上移动的桥面吊机安装钢箱梁，每节钢箱梁通过运梁车等运输到桥下，由桥面吊机提升就位，焊接加固完毕后桥面吊机前移，安装下一节段，此种施工方案多用于跨度比较大且平曲线较小的的斜拉桥，对于小半径曲线的钢桥施工则不适用；钢箱梁顶推法指的是梁体在桥头逐段拼装，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶或局部支架的临时滑动支座面就位的施工方法，该方法适用于跨度较大的等截面连续桥，尤其是桥下环境复杂的山谷和有跨线通车需求的工程。
现有技术中钢桥顶推施工多采用单向顶推且存在由于施工人员对图纸理解不到位、施工信息化程度低而导致的施工精度低、成本高、周期长等缺点。
发明内容
本发明目的是提供了一种基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，解决目前存在的双曲线钢桥顶推施工技术难度大、精度低、施工成本高、施工周期长等问题，同时将BIM技术应用于钢桥安装施工过程，提高项目的综合信息化管理水平。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，包括以下步骤：
S1.根据设计图纸和顶推施工方案在钢结构建模软件和三维场地建模软件里分别创建钢桥三维模型和顶推施工场地实景三维模型;
S2.将前面建立的钢桥三维模型和施工场地模型整合到基于云空间建立的BIM平台;
S3.在BIM平台上进行三维模型的虚拟顶推施工模拟，进行碰撞检测，确定钢桥顶推施工的精度，并进行方案验证;
S4. 将BIM平台上的虚拟顶推施工模拟与施工进度计划表关联，生成4D施工模拟动画；
S5. 进行三维可视化技术交底；
S6.现场搭设拼装和顶推支架（1）；
S7. 拼装和顶推支架（1）上铺设顶推轨道（2）并安装横向限位导向装置（4）；
S8.安装多组步进式液压顶推机构（5）；
S9.两侧分别安装吊装龙门（3）；
S10.两侧对称吊装第一节钢箱梁；
S11.利用步进式液压顶推机构（5）纵向对称顶推第一节钢箱梁；
S12.钢箱梁顺桥向顶推过程进行横向位置微调以满足钢箱梁平曲线线形要求，横向位移微调由计算机根据预先放样曲线自动控制；
S13.第一节钢箱梁顶推至指定位置后吊装第二节钢箱梁，并将第一节、第二节钢箱梁焊接成一个整体；
S14.利用步进式液压顶推机构（5）纵向顶推钢箱梁至指定位置，顶推过程进行横向位置微调以满足钢箱梁平曲线线形要求；
S15.重复步骤S13、S14至第六节钢箱梁吊装并将其与已吊装钢箱梁对接焊；
S16.顺桥向双向整体顶推已吊装完毕钢箱梁，跨中合拢，合拢过程中实时进行横向、竖向位移微调保证两侧钢箱梁精准对接；
S17.两侧分别吊装最后一节钢箱梁并已有钢箱梁焊接成整体；
S18.拆除液压顶推机构（5）、顶推轨道（2）、拼装支架（1）和吊装龙门（3）；
S19.利用竖向液压千斤顶（6）下放钢箱梁至设计标高；
S20.拆除竖向液压千斤顶（6）完成双曲线钢箱梁顶推施工作业。
所述基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法优选方案，在步骤S12和S14中钢箱梁顺桥向每顶推2m进行一次横向位置微调。
所述基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法优选方案，钢箱梁顶推过程属于多点支撑的超静定结构，通过有限元计算软件模拟各个工况顶推点反力情况，设计液压缸直径及油压参数，通过现场压力传感器（5-2）数据实时关闭竖向反力为负值的顶推点油缸（5-3），按照压力传感器（5-2）显示的最大受力点支撑反力结合计算出顶推点油缸（5-3）最小压力，保证全部顶推点油缸（5-3）在串联情况下顶推过程同步、稳定、连续,
，f为顶推点油缸压力，P1为进气压力，P2出气压力，D为液压缸缸径，ηm为动力系数。
本发明有益效果包括：
1、基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，提高了项目的信息化、可视化管理水平，通过预先模拟施工过程，减少了返工，提高了施工精度，降低了施工成本。
2、双曲线钢箱梁双向顶推施工，保证了桥下主线的通车要求，减少了搭设支架带来的经济成本。
3、钢箱梁顶推过程中属于多点支撑的超静定受力形式，通过有限元计算软件模拟各个工况顶推点反力情况，设计液压缸直径及油压等参数，通过现场压力传感器数据实时关闭竖向反力为负值的顶推点油缸，保证整个顶推过程稳定、连续。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1本发明搭设拼装和顶推支架示意图。
图2本发明支架上铺设顶推轨道示意图。
图3本发明轨道上安装步进式液压顶推机构示意图。
图4本发明安装吊装龙门示意图。
图5本发明对称吊装第一节钢箱梁示意图。
图6本发明 纵向顶推第一节钢箱梁.
图7本发明钢箱梁顶推路线俯视图。
图8本发明顶推支点局部反力图。
图9本发明顶推结构局部示意图。
图10本发明对称吊装第二节钢箱梁示意图。
图11本发明吊装第三节钢箱梁示意图。
图12本发明吊装第四节钢箱梁示意图。
图13本发明吊装第五节钢箱梁示意图。
图14本发明顶推钢箱梁跨中合龙示意图。
图15本发明两侧各吊装最后一节钢箱梁示意图。
图16本发明钢箱梁整体下方至设计标高示意图。
图17本发明钢箱梁安装就位图示意图。
图18本发明横向限位导向装置示意图。
图19本发明横向限位导向装置放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述现有技术中钢桥顶推施工多采用单向顶推且存在由于施工人员对图纸理解不到位、施工信息化程度低而导致的施工精度低、成本高、周期长等缺点。为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，包括以下步骤：
S1.根据设计图纸和顶推施工方案在钢结构建模软件和三维场地建模软件里分别创建钢桥三维模型和顶推施工场地实景三维模型;
S2.将前面建立的钢桥三维模型和施工场地模型整合到基于云空间建立的BIM平台;
S3.在BIM平台上进行三维模型的虚拟顶推施工模拟，进行碰撞检测，确定钢桥顶推施工的精度，并进行方案验证;
S4. 将BIM平台上的虚拟顶推施工模拟与施工进度计划表关联，生成4D施工模拟动画；
S5. 进行三维可视化技术交底；
S6.如图1，现场搭设拼装和顶推支架1；
S7. 如图2所示，拼装和顶推支架1上铺设顶推轨道2并安装横向限位导向装置4；
S8. 如图3所示，安装多组步进式液压顶推机构5；
S9. 如图4所示，两侧分别安装吊装龙门3；
S10. 如图5所示，两侧对称吊装第一节钢箱梁；
S11. 如图6所示，利用步进式液压顶推机构5纵向对称顶推第一节钢箱梁；
S12. 如图7所示，钢箱梁顺桥向每顶推2m进行一次横向位置微调以满足钢箱梁平曲线线形要求，横向位移微调由计算机根据预先放样曲线自动控制；
S13. 如图8所示，第一节钢箱梁顶推至指定位置后吊装第二节钢箱梁，并将第一节、第二节钢箱梁焊接成一个整体；
S14. 如图9到图11所示，利用步进式液压顶推机构5纵向顶推钢箱梁至指定位置，顶推过程在每2m进行一次横向位置微调以满足钢箱梁平曲线线形要求；
S15. 如图10到图13所示，重复步骤S13、S14至第六节钢箱梁吊装并将其与已吊装钢箱梁对接焊；
S16. 如图14所示，顺桥向双向整体顶推已吊装完毕钢箱梁，跨中合拢，合拢过程中实时进行横向、竖向位移微调保证两侧钢箱梁精准对接；
S17. 如图15所示，两侧分别吊装最后一节钢箱梁并已有钢箱梁焊接成整体；
S18.拆除液压顶推机构5、顶推轨道2、拼装支架1和吊装龙门3；
S19. 如图16所示，利用竖向液压千斤顶6下放钢箱梁至设计标高；
S20. 如图17所示，拆除竖向液压千斤顶6完成双曲线钢箱梁顶推施工作业。
本实施例中，钢箱梁顶推过程属于多点支撑的超静定结构，通过有限元计算软件模拟各个工况顶推点反力情况，设计液压缸直径及油压参数，通过现场压力传感器5-2数据实时关闭竖向反力为负值的液压顶推机构5的顶推点油缸5-3，按照压力传感器5-2显示的最大受力点支撑反力结合计算出液压顶推机构5的顶推点油缸5-3最小压力，保证全部液压顶推机构5的顶推点油缸5-3在串联情况下顶推过程同步、稳定、连续,
，f为顶推点油缸压力，P1为进气压力，P2出气压力，D为液压缸缸径，ηm为动力系数。
本实施例中，参考图18及图19，横向限位导向装置4对称设置在钢箱梁两侧，其包括支撑架4-2、横向位移微调机构4-3和一个以上限位导向机构4-4，限位导向机构4-4位于钢箱梁与支撑架支架，每个限位导向机构4包括滚筒401、滚筒架404和两个以上丝杠丝母组件，滚筒架包括底板和设置在底板上的两侧板，滚筒401通过销轴402连接两侧板，滚筒401设置在滚筒架404上，滚筒架401通过丝杆405和丝杆螺母403连接在支撑架4-2上。钢箱梁1向前顶推施工时与滚筒401产生滚动摩擦，既减小了顶推过程的阻力又起到了横向限位作用，使钢箱梁始终沿纵移轨道移动，滚筒销轴402安装在滚筒架404上，调节丝杆螺母403的位置可以微调滚筒401的伸出的距离，以适应不同角度斜腹板的钢箱梁。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.根据设计图纸和顶推施工方案在钢结构建模软件和三维场地建模软件里分别创建钢桥三维模型和顶推施工场地实景三维模型;
S2.将前面建立的钢桥三维模型和施工场地模型整合到基于云空间建立的BIM平台;
S3.在BIM平台上进行三维模型的虚拟顶推施工模拟，进行碰撞检测，确定钢桥顶推施工的精度，并进行方案验证;
S4. 将BIM平台上的虚拟顶推施工模拟与施工进度计划表关联，生成4D施工模拟动画；
S5. 进行三维可视化技术交底；
S6.现场搭设拼装和顶推支架（1）；
S7. 拼装和顶推支架（1）上铺设顶推轨道（2）并安装横向限位导向装置（4）；
S8.安装多组步进式液压顶推机构（5）；
S9.两侧分别安装吊装龙门（3）；
S10.两侧对称吊装第一节钢箱梁；
S11.利用步进式液压顶推机构（5）纵向对称顶推第一节钢箱梁；
S12.钢箱梁顺桥向顶推过程进行横向位置微调以满足钢箱梁平曲线线形要求，横向位移微调由计算机根据预先放样曲线自动控制；
S13.第一节钢箱梁顶推至指定位置后吊装第二节钢箱梁，并将第一节、第二节钢箱梁焊接成一个整体；
S14.利用步进式液压顶推机构（5）纵向顶推钢箱梁至指定位置，顶推过程进行横向位置微调以满足钢箱梁平曲线线形要求；
S15.重复步骤S13、S14至第六节钢箱梁吊装并将其与已吊装钢箱梁对接焊；
S16.顺桥向双向整体顶推已吊装完毕钢箱梁，跨中合拢，合拢过程中实时进行横向、竖向位移微调保证两侧钢箱梁精准对接；
S17.两侧分别吊装最后一节钢箱梁并已有钢箱梁焊接成整体；
S18.拆除液压顶推机构（5）、顶推轨道（2）、拼装支架（1）和吊装龙门（3）；
S19.利用竖向液压千斤顶（6）下放钢箱梁至设计标高；
S20.拆除竖向液压千斤顶（6）完成双曲线钢箱梁顶推施工作业。
2.根据权利要求1所述基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，其特征在于：在步骤S12和S14中钢箱梁顺桥向每顶推2m进行一次横向位置微调。
3.根据权利要求1所述基于BIM技术的双曲线钢箱梁双向顶推施工方法，其特征在于：钢箱梁顶推过程属于多点支撑的超静定结构，通过有限元计算软件模拟各个工况顶推点反力情况，设计液压缸直径及油压参数，通过现场压力传感器（5-2）数据实时关闭竖向反力为负值的液压顶推机构（5）的顶推点油缸（5-3），按照压力传感器（5-2）显示的最大受力点支撑反力结合计算出液压顶推机构（5）顶推点油缸（5-3）最小压力，保证全部液压顶推机构（5）顶推点油缸（5-3）在串联情况下顶推过程同步、稳定、连续,
，f为顶推点油缸压力，P1为进气压力，P2出气压力，D为液压缸缸径，ηm为动力系数。
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Application publication date: 20191108 |