打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
桃河大桥跨既有线转体施工仿真应用

随着铁路网的丰富完善,新建铁路与既有铁路交叉的情况频繁出现,通常采用桥梁上跨方式跨越既有线。与桥梁现浇施工相比,转体施工能缩短对既有线运营的干扰时间,具有显著的安全性和经济性[1-3]。转体施工方案从既有线防护开始,经历主体结构施工、主梁转体、现浇段合龙、封固上下转盘等工序。施工全过程对时间和空间环境较为敏感,边界条件复杂,可能存在侵入既有铁路限界、干扰铁路接触网、与墩旁托架碰撞等施工风险。依托以BIM和GIS为代表的计算机技术和仿真技术,开展跨既有线T形刚构桥转体施工仿真,有助于预判并管控施工过程中的潜在风险。

1 工程概况

桃河大桥与既有石太铁路上下行线交叉,交叉角度为69°,采用T形刚构桥跨越,跨度为(56+56)m。主墩墩高11 m,采用矩形截面、墩梁固结。主墩与承台之间通过转动球铰连接,承台厚度4.0 m,其中转体部分基础厚3.7 m。承台下设群桩基础,桩基布置为20根1.25 m群桩,桩尖置于1 500 kPa的石灰岩上。桃河大桥立面图见图1。

主墩大里程侧为桃河主河道,受桥址处地形限制,施工场地狭小,T形刚构桥采用先平行既有铁路悬臂施工再实施转体就位的方式,转体质量4 800 t。为降低基坑开挖对相邻铁路的影响,主墩基础施工时采用钻孔桩防护,基坑回填根据要求分层夯填密实,并采用混凝土挡墙进行防护。

2 新技术应用

施工仿真应用建立在可视化3D信息建模基础上,涉及的信息模型主要有2类:工程设施模型和数字地形模型[4-6]

企业价值共创体系的涌现指由价值情报探测及分析系统、协调控制系统、协同生产系统等构成的企业价值共创体系整体所具有的超越各组成系统的能力。借鉴穆勒提出的判断涌现存在与否的三个判据[21]:可加性判据、新奇性判据和可演绎性判据[22-23],将企业价值共创体系的涌现分为两个层次:第一个层次是价值共创体系继承与各组成系统的能力,但其能力指标不是系统级能力指标的简单线性叠加,而是非线性的整体价值创造能力的改变值。第二个层次是价值共创体系具备的而单个体系组成系统并不具备的价值创造能力,表现在体系的整体价值创造能力指标上。

BIM技术是对工程对象的数字化、信息化表达[7]。选择基于达索V6平台完成BIM模型建模,平台具有精细化建模和参数化建模等能力。应用定位骨架结合模板的设计方法,在完成转体T形刚构桥BIM建模的同时,能够存储几何与非几何信息。通过对BIM模型信息的挖掘,可为工程决策提供支持,并能较好地服务于桥梁工程施工仿真研究。主要应用BIM技术完成工程设施模型的创建(见图2)。

进行绿色建筑设计,就一定要选用科学节能的建筑材料,对于高层民用建筑来讲,设计者要注重材料的环保与节能性,尽量使用可以循环的材料,避免使用质量低劣、污染较高的材料,更不得采用国家和地方禁止和限制使用的建筑材料及制品。可以充分利用本地材料以及自然材料,这样可以降低运费与资金,节省资源。另外,还可以回收一些废弃物,可以对其中还有利用价值的材料进行重复利用,从而达到节能的效果。在具体设计时,可以简化建筑的造型,且无大量装饰性构件,只要将建筑设计得美观大方即可,结构形式可以选择混凝土结构、钢结构等强度质量较高的结构体系进行设计。

GIS技术与多学科关联,以地理信息技术为核心,通过对各类地理信息的搜集、分析及存储,能够根据不同地理信息,挖掘地理及空间信息资源,以满足工程测量的实际需求。数字地形模型采用航空摄影的手段获取基础地理数据,并进行GPS差分解算、点云数据处理、DEM制作等。施工器械模型通过模型移动、关节旋转控制等方法,可实现任意运动控制并记录过程数据。

3)冲击地压的发生,是开采设计、地质条件与地下应力场、裂隙场、震动场等多因素耦合作用的结果,具有极强的隐蔽性、渐变性和难以预知性,其前兆信息也往往具有异常复杂性和多样性,难以通过单一的手段进行准确的预测,需要采用具有互补性的多种手段进行联合监测。同时,面对大量前兆信息出现的各种复杂现象,如何综合利用各种信息进行联合处理,最终建立冲击地压综合预警理论和模型,是冲击地压预测预报进一步发展的方向。

通过深度理解BIM与GIS模型数据结构,将工程模型、真实地理环境及其他相关模型进行多源数据融合,并基于GIS平台开发施工仿真工具,实现施工工序及施工工艺过程仿真。能有效利用设计模型和既有三维地理信息数据,保证数据的真实性和几何精度,降低施工仿真的难度和成本,拓展应用面。

图1 桃河大桥立面图

图2 基于达索V6平台建立的桃河大桥BIM模型

3 应用目标

开展桃河大桥T形刚构桥施工工序的仿真应用,主要涉及工程设施模型与数字地形模型。应用BIM技术完成工程设施模型建模,应用GIS技术完成数据融合。主要涵盖钻机平台搭设、既有线防护、转体设备安装、主梁转体等工序,过程中重点关注以下内容:

(1)基础施工对既有线的干扰及防护;

(2)吊车、钻机等施工机械作业期间对既有线的干扰;

(3)T形刚构桥转体过程中与既有铁路的安全限界核查;

(4)转体合龙前梁体与墩旁托架的碰撞检测。

此外,通过开展桃河大桥施工仿真应用,探索施工仿真工作的组织流程,为施工仿真技术的发展应用积累经验。

4 转体施工仿真

4.1 仿真工作流程

施工仿真核心在于还原施工工序。不同工法的风险点、关注点各有侧重,同一工法在不同阶段的重心有所不同。开展仿真工作时,应通过需求分析与需求评估,有针对性地开展仿真工作,并通过初步模拟、需求评估、反馈迭代的方式确定施工仿真内容。仿真工作流程见图3。

综合以上结论,中年人肥胖以及认知功能受损之间存在较大相关性,其可能机制与肥胖患者存在代谢异常有关,是临床对认知障碍高危人群筛选的关键依据。

4.2 施工工序仿真

根据施工组织安排完成主要施工工序的仿真,仿真流程见图4。跨既有线转体施工从既有铁路设备及线路防护开始,到封固上下转盘结束。防护桩分级施工后开挖至承台底部,开始施工桩基,防护桩与桩基的建模与设计保持一致。按顺序开展承台、主墩墩身及主梁的施工仿真,其中上下转盘需临时固结,梁体采用挂篮悬臂法施工(见图5、图6)。

4.3 施工仿真分析

转体施工对既有线的干扰、工程设施与既有线的相对关系是转体施工的重点。主墩基础靠近既有线一侧设防护桩,分层填筑施工平台,分级施工防护桩,并施工冠梁及防护措施。根据施工仿真模拟,防护桩最外侧距离铁路接触网8.4 m(见图7),桩基础最外侧距离接触网最近10.9 m。

Zhang等[6]对Sagae进行了改进,使用线性模型对决策序列进行预测,从全局的角度对决策进行了考量,采用泛化的感知器算法对模型的参数进行训练,模型解码时,不再像Sagae使用确定性方式,而是引入BeamSearch策略,实验中讨论了Beam-size和训练数据集的大小对实验结果的影响,可惜的是此文只给出了在CTB上的实验结果。

在模拟钢筋笼吊装施工时,选用25 t汽车吊进行吊装,吊臂长度31 m。考虑吊车倾覆等情况,经仿真模拟确定安全作业线到线路安全运营限界的距离为23 m(见图8)。防护桩与铁路接触网立柱最近距离8.4 m,采用冲击钻施工,需吊装钢筋笼最长为6 m,通过施工仿真模拟钢筋笼倾覆的干扰范围,完成对施工工序安全风险的评估(见图9)。

图3 仿真工作流程

图4 转体施工工序仿真流程

图5 既有铁路防护与桩基施工仿真

图6 解除临时固结试转开始

图7 桩基防护与既有线相对关系

图10 转体过程中梁体底部到接触网顶距离

图8 吊车倾覆分析与安全作业线

图11 试转后梁体边缘到接触网线水平距离

图9 吊装钢筋笼倾覆分析

图12 合龙前梁体与墩旁托架碰撞检测

转体施工分为试转和正式转体两步,总转体角度69°,其中试转角度13°,正式转体角度56°。转体过程中,桥梁结构及既有线的相对关系动态变化。通过施工仿真模拟,获取转体过程中不同阶段的梁体底部到接触网顶的距离、梁体底部到既有线轨面的距离及梁体平转时到基础网线的水平距离(见图10、图11),完成转体施工对既有线干扰的全过程分析。

本次水利普查的范围并非现有的全部水利设施,各类清查表均有调查范围界限设定,比如水闸流量≥1 m3/s、灌区面积≥50亩(3.33hm2)才需要清查。对于各清查表中涉及规模的数值,可以通过对数值排序,检查最大、最小值等比较容易发现数值越界的错误,若再配合设定条件格式效果更好。

合龙段墩旁支架与转体梁体的碰撞在转体施工中容易被忽视,具有一定的安全风险。根据施工图纸建立托架模型,在合龙前开展重点施工工序细节仿真,核查并预判墩旁托架与转体梁的碰撞情况(见图12)。

5 结束语

以桃河大桥跨越既有石太铁路项目为依托,完成T形刚构桥跨既有线转体施工过程的仿真模拟。针对复杂的转体施工工法和既有线敏感的施工环境,开展施工全过程仿真能够发掘可能存在的风险,并通过对施工方案的及时调整,实现对风险点的有效管控,进而提高施工质量、保障施工安全、提升综合效益。

BIM与GIS技术的融合应用,能有效利用工程模型信息与三维地理信息,快速高效完成基于真实地理场景的桥梁施工仿真,并对转体施工中产生的数据进行记录和反馈,将信息技术的优势互补应用到复杂桥梁的仿真应用中。

参考文献

[1] 高晶晶,邹俊桢,张金钥.BIM技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技,2016(1):57-61.

[2] 李迎九.智能建造技术在铁路建设管理中的应用探索[J].中国铁路,2018(5):7-13.

[3] 马明路,彭逸群.无合龙段T构桥转体施工关键技术研究[J].铁路技术创新,2018(5):56-58,89.

[4] 张瑜.浅淡BIM技术在铁路桥梁施工组织设计优化中的优势[J].城市建筑,2015(9):313.

[5] 潘永杰,赵欣欣,刘晓光,等.桥梁BIM技术应用现状分析与思考[J].中国铁路,2017(12):72-77.

[6] 张贵忠.沪通长江大桥BIM技术应用的总结与思考[J].中国铁路,2018(11):88-93.

[7] 王兰芝,郄泽.装配式建筑施工BIM仿真模拟[J].中国住宅设施,2015(3):81-83.

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
中铁四局集团基于CATIA、ENOVIA的铁路梁场BIM应用
BIM技术在施工成本控制中存在问题与对策研究
BIM案例丨BIM虚拟技术在铁路隧道施工管理中的应用
什么是 BIM,它的具体作用是什么?
广筑BIM 丨 BIM技术在室内装修中的应用实例展示
设计阶段18元/m2,施工阶段18元/m2,运维阶段15元/m2,浙江省建筑信息模型(BIM)技术推...
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服