BIM环境下的多向预应力渡槽智能施工.pdf

年第 期 水电与新能源 第 卷.:././.收稿日期:作者简介:邓远新男高级工程师从事水利水电工程工程施工技术与管理工作 环境下的多向预应力渡槽智能施工邓远新卢 帝(.广东省水利水电第三工程局有限公司广东 东莞 .武汉大学水利水电学院湖北 武汉)摘要:鄂北水资源配置工程七方渡槽为多向预应力渡槽在其建设过程中采用 技术建立渡槽结构的全尺寸、高精度三维模型然后将渡槽结构、模板加固体系等三维模型进行碰撞检查及时发现设计图纸的问题避免了后期模板制作返工影响工程进度提高了工程质量 从 建模、碰撞检查、有限元受力分析、预应力构件定位、施工工艺优化等方面详细介绍了 在预应力渡槽施工中的应用可为类似工程提供借鉴关键词:多向预应力渡槽智能施工模板中图分类号:.文献标志码:文章编号:()(.):.:()技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具 在水利水电工程的设计、施工等阶段 技术的应用可以优化工程设计、节约工程成本、缩短工程工期 赵国华等以山西中部引黄工程桥头渡槽施工为例讨论了 技术在水利工程施工中应用的优越性、局限性以及发展前景 白勇等在漆水河倒虹改建工程中应用了 技术提高了设计质量、缩短了设计周期 贾旭等介绍了太平河渡槽施工中 技术的应用优化了设计方案提升了施工的效率 韩莎莎等以 技术为基础建立了大型渡槽的全生命周期信息模型并结合外部数据库实现渡槽全生命周期信息集成和有效管理 陈献友等应用 技术在某渡槽工程的设计阶段建立了其三维模型并在统计工程量、绘制设计图纸等方面应用实现了工程的智能化建造 武建超等以 技术为基础在南水北调中线工程洺河渡槽施工中建立了数字化交付平台实现了工程管理信息化 但总体而言目前 技术在水利工程施工阶段的应用还处于起步阶段相比设计阶段还有不足应用时需结合实际工程借鉴以往 应用经验水 电 与 新 能 源 年第 期切实帮助到工程施工在本项研究工作中利用 技术建立渡槽和模板系统的全尺寸、高精度三维模型提取任意截面的预应力孔道坐标得出预应力管线、钢筋、预埋孔洞、预埋件的精准定位降低预应力损失的风险和渡槽局部内力分布不均匀现象 同时对三维模型进行碰撞检查以便及时发现设计图纸中的问题适时调整避免返工 此外本文还应用了有限元软件对渡槽模板支撑体系进行受力分析、应用 技术对模板拆卸安装进行施工仿真优化确保施工的安全和进度 三维模型的碰撞检查及有限元受力分析.工程概况湖北省鄂北地区水资源配置工程是国家重点工程该工程从丹江口水库清泉沟隧洞进口引水向沿线城乡生活、工业和唐东地区农业供水 其中七方(方寨)渡槽 七方(王坡)渡槽线路平面总长.渡槽为 一跨最大架空高度达.设计为单孔梁式矩形槽采用现浇三向预应力钢筋混凝土简支结构 渡槽内轮廓尺寸为.(净宽 净高)外轮廓尺寸为.(.)空槽重量约 单跨渡槽纵向预应力钢绞线 孔横向预应力钢绞线 孔竖向预应力螺纹钢筋 孔 槽身外侧和底部加肋肋外表面转角采用钝角、与墙板采用圆弧相交槽身顶部设有拉杆梁.渡槽和模板系统的三维模型根据模板设计图纸、混凝土浇筑方案、设计技术要求利用 软件建立渡槽和模板的三维模型如图 图 所示 建立三维模型后对其进行碰撞检查检查模型各部分之间是否有冲突图 渡槽底板模板三维模型图 渡槽台车三维模型图 渡槽整体模板三维模型.碰撞检查利用 技术对模板模型进行碰撞检查及时发现设计图纸的问题 如图、图 所示通过碰撞检查发现了渡槽模板上张拉孔错位的问题以及不同模板的碰撞问题 在模型中发现碰撞问题后及时修改设计图纸以避免后期模板制作返工影响工程进度图 模板张拉孔错位邓远新等:环境下的多向预应力渡槽智能施工 年 月图 模板碰撞.有限元受力分析如图 图 所示将三维模型导入到 有限元分析软件后进行受力分析 根据计算结果渡槽施工过程中模板、桁架等强度和变形都满足现行规范标准要求 预应力构件精准定位本工程渡槽槽身预应力工程分为有粘结后张法预应力钢绞线施工和有粘结后张法预应力钢筋施工 预应力钢绞线施工工艺流程为:准备工作预留孔道安装及保护、预应力钢绞线制作锚具、锚垫板安装钢图 渡槽模板有限元模型 图 渡槽台车应力云图图 渡槽模板应力云图 图 渡槽模板变形云图绞线穿束预应力混凝土浇筑张拉孔道压浆封锚 预应力钢筋施工工艺流程为:准备工作预应力钢筋安装锚具、锚垫板安装预应力混凝土浇筑张拉孔道压浆封锚预应力渡槽施工工艺复杂预埋件数量多、安装精度要求高预应力孔道的定位和预埋件的安装直接影响到渡槽的施工质量 如图 所示采用 技术建立渡槽结构的全尺寸、高精度三维模型然后将渡槽、模板等三维模型进行碰撞检查 如图 所示利用 软件特有的剖面功能提取任意截面的预应力水 电 与 新 能 源 年第 期孔道坐标得出预应力管线、钢筋、预埋孔洞、预埋件的精准定位降低预应力损失的风险和避免渡槽局部内力分布不均匀现象图 渡槽槽身模型图 渡槽槽身预应力钢筋模型 工程量统计与施工工艺优化.工程量统计渡槽模板的类型多、数量大在工程量统计时根据渡槽模板三维模型利用 软件可以快速生成工程量明细表 与传统统计方法相比利用 技术确保了统计的准确性提高了统计效率 材料采购部门根据工程量统计结果、结合施工情况制定合理的采购计划避免因工程量统计不准确而采购过量.施工模拟及工艺优化渡槽模板安拆及周转是现浇渡槽施工中直接决定渡槽施工安全、质量和进度的关键工序 如图、图 所示通过使用 技术对模板安装拆卸进行多次三维模拟使模板安装拆卸方案达到最优 结合三维模型将最优施工方案制作成三维动画对施工人员进行技术交底使施工人员更加直观地了解施工中的重点提升施工质量加快施工进度图 渡槽底板模板安装动画截图图 渡槽侧墙模板安装动画截图 结 语在鄂北水资源配置七方渡槽施工的过程中创建 模型在结构支撑系统辅助设计和交底、模板系统辅助设计和交底、设计问题、施工布置、工程量统计计算和数据分析等方面进行应用 通过应用 技术更有效地对施工进行管理优化了施工方案保证了工程按期安全完工参考文献:赵国华 李岩 石菊.建模技术在水利工程施工中的应用.中国水利():白勇 赵蕾蕾 张金辉 等.基于 技术的漆水河倒虹改建工程设计与研究.电网与清洁能源 ():贾旭 赵清宇.太平河渡槽基于 技术的设计优化及施工.水利建设与管理 ():韩莎莎 吴鑫淼 郄志红 等.基于 技术的大型渡槽管理信息系统研究.水电能源科学 ():陈献友 李芬花 赵萌萌 等.技术在渡槽设计中的应用.水利技术监督():武健超 王立朝 张楠.数字化交付技术在洺河渡槽工程中的应用探索.水利规划与设计():