BIM技术在港珠澳大桥中的应用与管理分享

港珠澳大桥连接香港、澳门、珠海，是目前世界上最长的跨海大桥，港珠澳大桥开通仪式于 2018 年 10 月 23 日上午在广东珠海举行。正式通车后，港珠澳将形成“一小时生活圈”，广阔的伶仃洋，将由天堑变为通途。
BIM 技术在设计阶段主要有路线设计、BIM 多专业协同设计、BIM 模型出图、设计方案论证等多个方向的应用。
一、BIM 技术在设计阶段的应用与管理
1、路线线形设计
项目组将 Autodesk Revit 软件与中交二公院自主研发的路线专家系统结合，利用路线专家系统的平面坐标、纵断面高程以及坡度计算等功能，生成用于 Autodesk Revit 建模的路线数据，采取二次开发的手段，实现隧道路线三维实体的自动创建。
2. BIM 多专业协同设计
拱北隧道 BIM 建模项目由结构专业、交通工程专业、防排水工程专业及路基路面专业等四大专业协同设计完成。由于组成全专业拱北隧道 BIM 模型的构件较多，项目组建立企业级 BIM构件管理系统，并将全部构件导入管理系统，形成中交二公院自主知识产权，为项目组协同管理、快速建立 BIM 模型起到积极作用。
3. BIM 隧道设计流程
拱北隧道设计可以分为两类：工作井和特殊段建模，其 BIM 建模的主要流程有项目模板、标准构件、路线线形、横断面、管幕及附属构造，最后形成 BIM 设计成果。
4. BIM 模型与出图
基于以上步骤，项目组完成了冻结曲线管幕、暗挖开挖断面 345 平方米拱北隧道 BIM 模型，以及东、西两侧工作井和周边主要建筑物拱北口岸 BIM 模型。通过 BIM 三维可视化直观的展示方式，有效解决项目挑战多部门协调难度大的问题。根据拱北隧道 BIM 模型出图，工作井施工图、衬砌施工图、管幕施工布置图等。
5. 工作井选址方案
采用三维 BIM 模型与实景照片相结合的方法，对避免口岸建筑拆迁、工作井进入澳门界内等问题，提供了论证方案。
6. BIM 三维设计平台与有限元分析系统集成
通过软件二次开发，实现在 BIM 建模软件中导出工作井计算模型，与大型有限元分析软件结合，对围护结构进行三维仿真受力分析。从基坑开挖阶段到暗挖破墙阶段的坑内水平形变、竖向弯矩分析，计算结果变形最大值为 14.2mm ，出现在开挖面中下部，最大弯矩 699KN·m ，最大负弯矩-984KN·m，均满足设计要求。BIM 技术在施工阶段主要应用有建立暗挖段 BIM 施工模型、施工进度管理、漫游与工序模拟。
二、BIM 技术在施工阶段的应用与管理
1. 暗挖段 BIM 施工模型
隧道暗挖段为保证施工安全，开挖断面共划分 5 个台阶 15 个分区，台阶高度约 3.8m 左右，长度约 5m 左右，主体结构以及支护构造物较为复杂。暗挖段 BIM 施工模型包含 初期支护、二次衬砌、三次衬砌，分为先仰拱、侧墙及中板、最后拱部、临时支撑、袖阀管劈裂注浆管，完成暗挖段全部模型后，可用于施工各个管理段。
2. 施工进度管理
拱北隧道项目工期要求严格，在总体进度控制框架下，由施工单位在征求各单位的意见后，编制总体进度计划；然后利用 AutodeskNavisworks 软件强大的数据整合功能，将总体进度计划与 BIM 施工模型各构件相互关联，采用软件二次开发方式，实现拱北隧道施工进度管理系统。
施工进度管理系统，整合工程项目各单位计划进度信息，在施工过程中重点监控进度执行情况，协助总体单位完成进度的动态控制，当系统采集的进度执行情况与计划情况不一致的时候，系统会主动提示并持续跟踪和反馈；4D 施工模拟更是以可视化的方式，向众多参与方，集成展示整个项目的总体进度情况，严格控制工期起到重要作用。
3. 漫游与工序模拟
拱北隧道工程复杂，主要对复杂工点进行工序模拟，利用游戏引擎强大的展示功能，制作三维施工工序模拟，可以直观浏览、检查和方案的修改，有效应对拱北隧道工程项目工序复杂的挑战。

投稿会员：芳华