BIM应用案例丨虎门二桥项目

工程简介

虎门二桥工程是广东省高速公路网规划中连接广州和东莞的重要东西向通道，路线起于广州市南沙区东涌镇，顺接国道主干线广州绕城公路南环段，同时与广珠北线高速公路连接，经广州市南沙区、番禺区，并先后跨越大沙水道、海鸥岛、坭洲水道后，穿越虎门港进入东莞市沙田镇，终点与广深沿江高速公路相接，并预留东延穿越厚街镇、大岭山至寮步镇出口。虎门二桥工程主线全线均采用桥梁方式建设，共设置跨江大桥两座，分别是：坭洲水道桥采用主跨1688m双塔双跨悬索桥（主桥长度548+1688m），大沙水道桥采用主跨1200m双塔单跨悬索桥；引桥主要采用30m～62.5m跨径的预应力混凝土桥。

交通工程的BIM应用

关于交通工程，BIM技术论证了在海鸥岛互通立交的设计宽度，实时行驶模拟。海鸥岛互通立交采用新型螺旋式嗽形立交，有几层的路面立体交叉。用BIM复核在各种行驶模式下（车速、车道变更、视点高度、八方向视点切换）、视点的动态移动（其他车辆视点、视点上下、转向），根据高峰小时交通量，进一步核查并合理确定新建匝道的宽度。

BIM技术，在交通工程里，还应用于完善交通标志的设置。加强全线安全设施、航标等设施设计，保证施工期和运营期桥梁和船舶航行安全。进一步加强危险品运输安保措施与预案设计。

管理阶段

关键资源分析

通过BIM技术，对施工计划和方案中关键设备资源负荷进行分析，模拟和验证设备的工作负荷，例如验证塔吊设备是否能满足材料运输超出预期负荷，避免因设备负荷带来的现场停工，减少项目延误的风险。大大避免到现场才发现问题而造成延误。

施工进度控制对比

在施工过程中，要求施工企业每日提供在6-30個固定角度的现场照片，每日更新平台数据，与施工企业提供的4D模拟模型进行对比，查看当日进度与计划的差异。让工程经理与项目管理团队及时掌握现场实际进度与计划进度的差异，做到及时把控，及时调整，及时预案。

BIM模拟应用

在三维空间里，项目组可以高效与各参与方沟通。关于道路标志和机电外场设备，路段监控的配合；车辆超限的检测设备方案；管理中心的养护等等都用BIM技术来验证、模拟。同时，用BIM的手段对交通安全设施设计方案进行验证，优化了桥梁段门架式标志的设置，统一考虑机电外场设备的设置，避免互相遮挡。对交通安全设施及路段监控设施进行了统一调整，避免设备遮挡。

按照国内外桥梁建造惯例，加强船撞防护设施设计，保证工程和通航运营安全，施工图设计也对于防船撞进行了详细设计。为此，用BIM技术进行了情景模拟，可实时对时间、天气（雨、雪、雾详细设定，风向、风速设定）、光线等进行控制，通过人造光线功能表现白天黑夜，可以表现影子的投射。还对交通量、车辆分布、基于信号灯设定的交通流生成、灾害及交通事故时的通行障碍进行了模拟。

由于两座悬索桥为项目的控制性工程，锚碇和索塔是悬索桥的施工关键控制点。因此，对关键控制点使用了BIM技术进行施工方案模拟。参考国内外其他同类型桥梁的建设经验并结合现场实际勘察情况，大沙东锚碇（东莞侧）地连墙在施工图期间进一步优化了地连墙深度和基础埋深，严格控制着锚碇基础工程量。

除了施工模拟，5D BIM 算量方面给予虎门二桥项目组协助。5D算量可验证当前的工程量清单，应对施工图会审时的修改意见。特别是：桥面铺装、台背回填、租交通船费等等。虽然项目主线全线均为桥梁，仅在东涌枢纽立交、海鸥岛互通立交及沙田枢纽立交范围存在部分填方，以及沙田管养中心、收费站房场地填筑、临时便道需要部分填方，且填方量也相对较少。但是土石方属于隐蔽工程，5D BIM的应用可以精确控制土石方量。此外，对钢结构分包的实际用钢量，实际喷涂量，采用BIM技术，也对TEKLA 钢结构模型进行了算量复核。

照明及景观效果的BIM应用

如果有多套景观及照明方案的时候，怎么才能选择一套最优的方案？每一座桥的地理位置都不相同，光源影响也不一样。因此，其他同类桥梁景观效果的参考价值比较低。同时，在设计时难以综合考虑实际使用的各种情景，实际建成的桥梁景观往往达不到效果图的美景。使用BIM技术，可以根据不同的照明及景观方案搭建模型，同时结合具体地理位置的四季日照、不同的天气（如雾霾、雨、雪等）、各类的人造光及自然光影响，充分表现各种情景下的桥梁景观效果。所以，虎门二桥进行了多套景观及照明方案的综合模拟分析。

总结

BIM的应用提前把现实的虎门二桥用数字化形式表达出来。在虚拟数字建造和模拟使用过程中发现和解决实际建造过程可能遇到的问题和错误，例如，不规则的设计跟结构位置的不协调、设计维修空间不足、机电设计与结构设计发生冲突等等状况。再按照数字化建造过程进行仿真施工，即数字化施工过程彩排。利用BIM模型，不但可以高效直观地理解、沟通及管理项目所有信息，而且基于BIM模型中的强大的相互关联的信息，可以衍生出诸多有效的数据分析方法，例如设计视线及动线分析、设计可建性分析、设计成本分析、项目财务分析、价值管理分析、施工计划分析、施工方案过程分析、变更指令分析等等。从而大大增加了项目的可控性、减少错误、缩短工期、控制造价、提高质量。

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