中交第四公路工程局有限公司為世界500強、特大型中央企業(yè)——中國交通建設(shè)股份有限公司的核心子公司，具備建筑、市政及公路工程施工總承包三個特級，工程設(shè)計建筑、市政及公路行業(yè)三個甲級等30個類別111項資質(zhì)，是集投資融資、設(shè)計運營、施工建設(shè)、工程服務(wù)為一體，具有一體化工程總承包能力的國有綜合性大型建筑企業(yè)。多次獲得全國優(yōu)秀施工企業(yè)、國有重點企業(yè)管理標(biāo)桿創(chuàng)建行動標(biāo)桿企業(yè)等榮譽，被認(rèn)定為國家高新技術(shù)企業(yè)、中國質(zhì)量誠信AAA級企業(yè)，承建的多項工程榮獲“國家優(yōu)質(zhì)工程金獎”、“李春杯”公路交通優(yōu)質(zhì)工程獎、國際橋梁大獎-尤金?菲戈獎、國際道路聯(lián)合會（IRF)“全球道路成就獎”、魯班獎、“詹天佑獎”等獎項。

香溪河大橋是中交四公局首個高難度的造型斜塔斜拉橋，結(jié)合昭君攜琵琶出塞的歷史文化，橋塔創(chuàng)新設(shè)計為“琵琶形”斜向主塔，充分體現(xiàn)出興山縣的地方文化特色，施工技術(shù)難度大、交叉施工作業(yè)協(xié)調(diào)難度大，項目運用BIM技術(shù)進行施工模擬，對復(fù)雜專項施工方案優(yōu)化模擬，完成復(fù)雜施工節(jié)點可視化技術(shù)交底和VR虛擬展示等工作，并采用魯班工程管理數(shù)字平臺進行統(tǒng)籌管理，引入“BIM+”VR技術(shù)、“BIM+”智慧梁場，為項目安全、質(zhì)量、進度的信息化管控提供有力保障。

該項目建成后，將在香溪河左岸形成以峽口貨運港為中心的鄂西礦產(chǎn)物流重要節(jié)點，在香溪河右岸形成以峽口旅游碼頭為中心的三峽、神農(nóng)架水陸旅游集散地，大大緩解峽口集鎮(zhèn)的交通壓力，同時進一步完善“兩壩一峽”、“兩山一江”景區(qū)及周邊區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對推動鄂西生態(tài)文化旅游圈及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。

（圖1：項目開工儀式）

香溪河大橋為單索面斜塔斜拉橋，地處昭君故里湖北興山縣，大橋跨徑為(90+238)m+(2×15)m，主塔高度126m，塔身順橋向傾角10°，采用“琵琶”型斜塔造型，與當(dāng)?shù)卣丫幕魬?yīng)，造型美觀。

項目建成后將分流峽口鎮(zhèn)街道過境及港口運輸交通，徹底解決優(yōu)勢航道資源不能充分利用的瓶頸問題，極大的提升該區(qū)域的路網(wǎng)通行能力及服務(wù)水平，為興山縣的發(fā)展建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。

（圖2：項目效果圖）

主塔由橢圓、圓曲線、直線段相互銜接過渡，順、橫橋向各部分尺寸均不相同，塔內(nèi)箱室尺寸相異，順橋向?qū)挾扔勺钚?m漸變到8.2m，橫橋向?qū)挾扔勺钚?.5m漸變13.4m，異形曲面，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變。

鋼平臺樁基位于易滑塌傾斜陡坡面上，施工工藝繁瑣；

背向鋼支撐安全隱患大，碰撞問題和塔柱反力架預(yù)埋件定位難度大；

主塔模板形狀、尺寸變化復(fù)雜，為異形變截面弧形，加工、定位、安裝十分困難；

主塔鋼筋、勁性骨架、預(yù)應(yīng)力環(huán)向管道布置錯綜復(fù)雜；

斜拉索導(dǎo)管空間定位隨環(huán)境溫度影響不斷變化；

施工塔吊、電梯定位和附墻臂安裝及定位困難、構(gòu)件碰撞點多。

（圖3：大橋透視圖）

針對項目存在的重難點和管理需求，特引入BIM技術(shù)，對項目進行全過程精細(xì)化管控。

• 優(yōu)化分部分項工程施工組織方案，解決施工重難點，輔助施工管理，達到管理升級、提質(zhì)增效的效果

• 力創(chuàng)湖北省建筑工程楚天杯獎（省優(yōu)質(zhì)工程）

• 樹立行業(yè)標(biāo)桿，打造品牌形象

一個相對完整的前期策劃和準(zhǔn)備工作，是保障項目BIM實施質(zhì)量的重要因素之一，也保證BIM應(yīng)用能真正解決項目實際問題！根據(jù)本工程實際情況完成策劃方案及準(zhǔn)備工作：應(yīng)用方案策劃、應(yīng)用流程、BIM組織架構(gòu)建設(shè)、BIM團隊培訓(xùn)交流、職責(zé)分配、BIM實施主要工作及配備的軟硬件設(shè)備等。

（圖4：實施標(biāo)準(zhǔn)、方案）

（圖5：實施主要工作）

  主體結(jié)構(gòu)搭建

按照項目需要及構(gòu)件建模精度LOD400等要求，把樁基、墩柱、承臺、蓋梁、箱梁、橋面鋪裝、防撞護欄、斜拉索等復(fù)雜構(gòu)件進行參數(shù)化建模，并把參數(shù)化的族形成項目獨特的參數(shù)化族庫，以備其他項目類似構(gòu)件直接參數(shù)化應(yīng)用，既提高了構(gòu)件應(yīng)用率，又避免了類似構(gòu)件二次創(chuàng)建帶來的人員、時間成本增加。

  臨建措施等結(jié)構(gòu)搭建

除了主體結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建，魯班顧問團隊還對臨建場布、主塔鋼筋（主筋）、主塔勁性骨架（兩榀）、邊跨現(xiàn)澆支架、主塔背向支撐、施工爬梯電梯及其附墻件等進行創(chuàng)建高精度模型。

（圖6：大橋整體BIM模型）

（圖7：臨建場布BIM模型）

  魯班工程管理數(shù)字平臺部署

結(jié)合系統(tǒng)平臺的輕量化、本土化、云共享及數(shù)據(jù)資源庫的完整性等諸多方面考慮，本項目選擇魯班工程管理數(shù)字平臺作為本項目內(nèi)部管控的協(xié)同管理平臺。對項目施工信息、工程質(zhì)量、施工進度、項目資料、現(xiàn)場安全等模塊進行統(tǒng)籌管控。

（圖8：工程管理數(shù)字平臺）

項目BIM技術(shù)啟動會的召開，一方面是為了保證BIM技術(shù)能真正解決項目實際問題，項目將邀請集團領(lǐng)導(dǎo)（業(yè)主單位負(fù)責(zé)人）、項目經(jīng)理、項目總工、項目BIM負(fù)責(zé)人及項目相關(guān)部門負(fù)責(zé)人等成員共同參會，交流項目重要節(jié)點性工程、施工重難點、針對這些問題BIM究竟能用什么辦法解決或優(yōu)化，大致的思路方向是怎樣的。同時在交流過程中也是收集項目意愿、項目其他需求不可錯失的時機。

另一方面是為了向項目（集團）領(lǐng)導(dǎo)匯報項目BIM策劃、實施流程、前期準(zhǔn)備工作完成情況以及進一步實施計劃，讓客戶心里有個底，同時也表明實施團隊有能力、有信心服務(wù)好項目，能為項目和客戶創(chuàng)造價值！

（圖9：項目BIM技術(shù)啟動會）

（圖10：項目BIM技術(shù)啟動會現(xiàn)場）

魯班顧問實施團隊在BIM精細(xì)化建模過程中就準(zhǔn)確快速的復(fù)核了施工圖紙，樁基、系梁、蓋梁、塔柱的定位尺寸、坐標(biāo)和標(biāo)高問題共70余處，并在項目前期及時提交給設(shè)計復(fù)審、變更、答復(fù)，有效的避免或減少因圖紙問題造成的工程成本增加。

（圖11：圖紙問題報告）

結(jié)合本項目主塔的獨特性，在創(chuàng)建高精度的BIM模型的基礎(chǔ)上，形成本項目結(jié)構(gòu)工程量復(fù)核報告，對工程量誤差較大的構(gòu)件進行分析，得出圖紙問題并形成問題報告反饋給設(shè)計單位進行二次復(fù)核、提前變更，進而避免工程量問題導(dǎo)致的計量增加。

（圖12：工程量復(fù)核報告）

 鋼平臺施工

考慮到施工現(xiàn)場主墩樁基鄰水、處于易滑塌傾斜陡坡面上，并且按照原方案：采用浮船配合沖擊錘施打平臺支撐護樁，以護樁為支點安裝貝雷梁+型鋼形成鋼平臺，該方案受河水水位限制較大。所以結(jié)合BIM技術(shù)對方案模擬，最后確定新方案：采用人工引孔法成孔，安裝設(shè)計永久性鋼護筒作為鋼平臺支撐護樁，并在鋼護筒上設(shè)置鋼牛腿作為支點安裝貝雷梁+型鋼形成鋼平臺。

通過BIM技術(shù)對新方案模擬預(yù)拼裝，解決現(xiàn)場安裝時貝雷梁、型鋼、鋼管之間的碰撞和構(gòu)件尺寸不準(zhǔn)造成連接困難等問題。并結(jié)合Midas受力驗算，新方案完全符合施工要求，且節(jié)省成本約100萬、工期1個月。

背向鋼支撐施工

無索區(qū)段主塔施工中，受到主塔傾斜自重的影響，塔底會產(chǎn)生較大的傾覆力矩和拉應(yīng)力，所以需要在主塔背側(cè)采用背向大直徑落地鋼管支架作為臨時支撐，并采用千斤頂頂壓來平衡傾覆力矩。其中解決背向支撐、斜拉索、塔吊碰撞問題和反力架預(yù)埋件、斜撐小管穿梁構(gòu)件埋設(shè)定位問題就是方案研究的重點。

（圖15：背向鋼支撐施工措施模型）

由于原方案背向鋼支撐欲采用八字形落地搭設(shè)，但其斜撐落地占地面積大，征地拆遷較為困難；所以魯班顧問實施團隊和項目總工通過BIM技術(shù)與Midas結(jié)合，分別對新方案的初步設(shè)計進行施工模擬、應(yīng)力分析、優(yōu)化設(shè)計，最終采用部分鋼支撐落在橋面上的形式，完全滿足現(xiàn)場施工要求，還能解決構(gòu)件碰撞合理性問題以及預(yù)埋定位等問題，并且新方案比舊方案減少鋼材約340噸，也減少了支撐占地面積，節(jié)約成本約153萬，減少工期一個月。

(圖25：主塔鋼筋復(fù)核表)

(圖26：主塔鋼筋碰撞檢測)

 斜拉索施工

橋塔兩側(cè)各有17對共68根斜拉索，梁上布置在中央分隔帶上，每對斜拉索核心間距2m，塔上預(yù)埋位置均在上塔柱，且受主塔特殊造型及環(huán)境溫度等因素影響，斜拉索導(dǎo)管空間定位就會產(chǎn)生一定偏差。應(yīng)用BIM技術(shù)提前模擬出溫度偏差前后的斜拉索索導(dǎo)管空間位置，保證斜拉索施工定位準(zhǔn)確。

(圖27：三維放樣流程)

 塔吊、施工電梯施工

無索區(qū)段下塔柱采用背向鋼支撐平衡法施工，共有3組鋼支撐，梁上梁下空間位置極為有限，塔吊、施工電梯、爬梯定位和附墻臂安裝、定位是控制難點。

(圖28：原方案+BIM模型)

經(jīng)過三維演示顯示，原方案附墻件長度過長，影響整體穩(wěn)定性，且兩組爬梯與施工電梯影響背向鋼支撐布置；經(jīng)過探討對比研究，形成新方案，不僅節(jié)省了梁上空間資源，優(yōu)化了塔吊位置，也避免造成塔吊、爬梯與背向鋼支撐之間的沖突以及附墻件過長導(dǎo)致的整體穩(wěn)定性差的問題。

(圖29：新方案+BIM模型)

 構(gòu)件信息、二維碼管理

本工程引入魯班基建管理系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)集成和質(zhì)量安全進度資料等方面的平臺化管理。并且平臺會對所有構(gòu)件以唯一的“二維碼”進行全面覆蓋，也方便將二維碼打印出來，張貼在現(xiàn)場構(gòu)件上，只需掃描即可快速知曉項目構(gòu)件施工情況。此外，只有安裝魯班工場APP并在后臺授權(quán)的成員才能看到項目內(nèi)部信息資料，未授權(quán)或者其他軟件掃描只能查構(gòu)件基本信息。這也保證了項目重要資料數(shù)據(jù)的安全性。

(圖30：構(gòu)件信息、二維碼管理)

 施工進度管理

將構(gòu)件與項目計劃進度與實際進度相掛接，并通過電子沙盤模擬對進度進行對比分析,明確關(guān)鍵工序超前滯后情況，為項目進度決策調(diào)整提供有力依據(jù)。

(圖31：施工進度管理)

 資料文檔管理

利用管理平臺中的資料管理模塊，創(chuàng)建了項目資料管理樹，對各個部門技術(shù)方案、檢測報告、應(yīng)急預(yù)案等資料進行分區(qū)精細(xì)化管理，目前已形成電子檔案千余份，實現(xiàn)了借調(diào)有痕跡，資料可追溯！

(圖36：資料管理庫)

 質(zhì)量安全協(xié)同管理

項目采用魯班協(xié)同管理軟件（PC端+移動端），可對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量、安全問題進行實時發(fā)起，要求相關(guān)人員進行整改并反饋，以形成問題整改的閉環(huán)，可有效提高問題整改效率。

(圖37：移動端+PC端質(zhì)量安全協(xié)同管理)

將本項目現(xiàn)場三維場景與VR設(shè)備相對接，同時融入高空作業(yè)、機械傷害、高空墜物傷害、現(xiàn)場急救等安全體驗項目，定期開展VR體驗和安全技術(shù)交底，提高項目管理及施作人員安全意識，也保障了該項目自開始進場到現(xiàn)在持續(xù)保持零傷亡事故。

BIM技術(shù)在本項目產(chǎn)生的綜合效益，主要是從BIM基礎(chǔ)常規(guī)應(yīng)用、項目重難點優(yōu)化解決、BIM精細(xì)化管理以及BIM獎項榮譽等方面分析，具體效益如下：

• 模型創(chuàng)建、圖紙會審：解決圖紙問題70余處；

• 復(fù)雜節(jié)點碰撞分析：解決硬碰撞問題100余處；

• 優(yōu)化解決六大方面施工難題：水上鋼平臺施工、主塔背向鋼支撐設(shè)計優(yōu)化、可調(diào)模板施工、施工電梯塔吊施工及主塔鋼筋勁性骨架復(fù)核等；

• 目前在BIM技術(shù)及項目精細(xì)化管理的輔助下，節(jié)約工期約60余天，綜合效益良好;

• 榮獲國內(nèi)BIM大賽獎項近10項。

  
  

(圖40：國內(nèi)BIM大賽獲獎情況)

2、社會效益

香溪河大橋是四公局第一個利用BIM技術(shù)進行方案優(yōu)化、統(tǒng)籌管理的造型斜塔斜拉橋試點項目，本工程自2019年11月以來，與上海魯班工程顧問有限公司進行良好合作，魯班實施顧問專業(yè)敬業(yè)、認(rèn)真負(fù)責(zé)，結(jié)合項目實際，配合項目完善了以BIM技術(shù)為核心、魯班工程管理數(shù)字化系統(tǒng)為平臺的管理模式，為項目直接或間接產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益，也為公司以后的BIM發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。項目下一步將繼續(xù)挖掘BIM技術(shù)在項目全過程中的應(yīng)用和價值，利用BIM技術(shù)推進工程數(shù)據(jù)化施工、信息化運營、平臺化管理。最大化提高項目施工質(zhì)量，避免或減少返工和誤工，節(jié)約工期降低成本。