项目介绍

    湖南省常祁高速公路是华容至常宁高速公路南段，也是茶陵至常宁高速公路的西段，起于祁东归阳，终于常宁蓬塘。连接衡枣高速和京港澳复线高速公路，对接益娄衡高速，承担京港澳运输通道分流和泉南国家高速公路过境的作用。对3加5城市群西南的加快形成，益娄衡高速与京港澳复线的快速对接、加强益阳、娄底、衡阳地区与广东的经济联系具有重要意义。

    本项目全长32.123km,工程概算约32亿元，建设工期36个月。大中桥梁：15座，互通立交：10处，通道涵洞：108处，服务区：1处。

    本项目是交通运输部的科技示范项目，整个项目从工程建设的功能定位和技术需求出发，以“智能化建造”为理念，以“促进科技成果推广”为目的，以“智能化施工、装配式智造、智慧化管理、智慧化运营”为主题，在基于BIM技术的基础下，着力加强新技术、新材料、新工艺、新设备的集成推广应用和关键技术的科技创新，努力以技术创新及推广，提升建设全过程的智能化建造水平，极具示范意义。

    本项目建设单位是湖南省高速公路集团有限公司，项目实施负责单位为湖南省常祁高速公路建设开发有限公司，项目承建单位为湖南路桥建设集团有限公司，BIM技术创新应用牵头单位为：长沙比盟云信息科技有限公司，BIM技术创新支持参与单位有：长沙理工大学、湖南省湘筑工程有限公司、湖南博建信息科技有限公司、湖南智桥工程科技有限公司、长沙中交京纬工程技术有限公司、北京跨世纪软件技术有限公司，设计单位为：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，监理单位为：中交北疆工程咨询有限公司。

    项目实施特点及挑战

    沿线地质条件复杂，施工组织难度大。

    穿越生态脆弱地区，绿色环保要求高。

    控制性特大桥工程，施工有效工期紧。

    项目建设模式特殊，品质建设监管难。

    其中石潭湘江特大桥主墩基础采用超大直径3.6米桩基础，共计16根，桩基长度最大达到67米，其中嵌入岩层46米。

    BIM技术应用情况

    项目应用BIM的总体思路为以BIM为基础、以信息为灵魂、以管理平台为载体、以创新为拓展而展开。项目组制定了完整的BIM技术在施工管理中的应用流程。构建了精准的三维基础环境，开发了参数化建模插件快速建立BIM模型，利用BIM模型可视化、信息化等特点，实现了施组方案的模拟优化和数字化交付及管理。

    构建精准的三维基础环境：利用5G+无人机技术的项目过程管理指挥决策支持系统，结合通用的倾斜摄影测量技术，使用bentley软件建立实景模型、DTM模型、地质模型，集成三维地质、地形、实景现状模型，构建了准确的施工模拟环境模型，增加了工程与环境的协调性，提高了施工模拟的仿真度与准确性。

    使用快速的参数化建模技术：基于rhino软件中参数化插件grasshopper创新开发桥梁道路建模模块，利用数据、几何等参数以各构件的约束关系拓扑生成桥梁道路的三维模型，参数化建模更加灵活、可调，提高BIM应用效率，同时解决场布和施组优化及模拟等问题。

    施工方案的模拟优化：全线针对石潭湘江特大桥项目11个重点工序进行模拟，包括以下复杂工艺：

    主墩桩系梁分离式钢吊箱施工模拟

    大孔径桩基施工模拟

    挂篮施工模拟

    智能加工建造：项目采用焊接控制编程技术相融的机器人焊接技术，能够稳定、高效地进行焊接作业，提高焊接质量，降低生产成本。

    项目采用与BIM模型关联的智能张拉仪器，实时查看压浆在模型中的位置，自动判断压浆饱满程度，不需人工干预。

    力学分析：利用力学分析软件Maili,引入模型对挂篮施工方案进行力学分析。

    安全VR体验：项目部设立安全VR体验馆，对重点工序进行安全施工培训。

    进行云平台进度、质量、安全管理：本项目应用cscsc项目管理平台对BIM模型轻量化处理、搭载和项目数据管理，通过施工项目管理云平台，以达到云监督，云管理，云统计的目的，同时开发了防控新冠病毒的战疫子系统，为疫情期间施工管理保驾护航。

    创新点和效益分析

    基于rhino软件中参数化插件grasshopper创新开发桥梁道路建模模块，并基于Grasshopper进行施工工艺、场地布置模拟。

    基于BIM模型的无网格法力学验算，把建立的BIM模型导入软件进行力学有效性验算。

    基于物联网技术的BIM模型与焊接控制编程技术相融的机器人焊接技术，进行钢筋加工智能焊接。

    基于物联网技术的BIM模型关联智能张拉仪器的桥梁预应力管道智能云压浆张拉技术，智能判断压浆饱满程度。

    本项目紧贴政策，试点先行积累了经验，示范引领进行了创新应用，建立了BIM标准，后期将统筹推进，进行效益联动。无人机倾斜摄影助力高效征地拆迁；提升了施工组织设计编制的可靠性、安全性；丰富了数字化建造过程信息的可追溯性；推动了科技示范项目微创新。项目实施过程中节省了工料机，提高效率缩短工期；降低了安全风险和建造成本。

    成果与评价

    本项目通过开发，取得了多项软著证书，社会评价较好。

    湖南省常祁高速公路应用BIM智能化建造科技示范工程的实施是国家、行业科技发展所需，又是工程建设所需。

    创新在路上，项目将在建设过程中仍将不断拓展应用BIM解决项目实际问题。

    在基于BIM技术的基础下，着力加强新技术、新材料、新工艺、新设备的集成推广应用和关键技术的科技创新，努力以技术创新及推广，提升建设全过程的智能化建造水平，极具示范意义。

    本项目BIM的应用社会评价较好，既有来自高校学术派教授的精彩点评、也有来自桥梁结构专家的精辟评议，既有代表项目施工管理级企业负责人的啧啧称道、又有代表集团企业级大咖的助力点赞。

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