联盟成员中铁四局集团：Tekla在成贵铁路五通岷江桥中的BIM应用实践
【摘要】岷江桥为三跨连续变桁高钢桁梁结构，采用N型和K型组合桁架，总跨度为504米，总用钢量1.26万吨。该桥跨越四川岷江流域，地形复杂，桥梁结构复杂，为制造和施工带来极大的困难。本文主要介绍了Tekla软件在本桥施工过程中的应用。
成贵铁路五通岷江特大桥是新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段铁路线上的特大钢桥，大桥跨越岷江，其结构形式为（140+224+140）m三跨连续变桁高钢桁梁（见图1）。钢桁梁采用2片N型和K型组合桁架，中心桁距14m，下弦采用变截面设计，边跨端部及跨中桁高16m，中支点桁高32m，节间长度均为14m，全桥划分为36个节间，总重1.26万吨，跨度在同类型变桁高桥梁居于首位。
Tekla Structures BIM软件主要应用在本工程前期技术准备、设计沟通、工厂制造及现场施工过程中，为工程的顺利实施提供了可靠的保障。
图1 成贵铁路五通岷江特大桥效果图
一、前期技术准备
本工程设计还是采用传统的人工CAD绘制图纸的方式进行，图纸中存在错、漏、碰等问题，通过建立该桥的整体结构模型，发现设计图纸中的设计问题，并通过模型与设计进行沟通，提高了沟通的效率和准确度，最终建完整桥的BIM精确模型（见图2），为后续的应用做好技术准备。
图2 成贵铁路岷江特大桥Tekla模型
二、加工制造
因桥梁的加工与普通的钢结构差别比较大，建模过程中需要进行“特殊处理”：
1）桥面系处理：桥面板单元加工需要输出板单元图、构件拼装装、整体布置图，将各板单元做成子构件并添加到辅助构件（辅助构件为2X2X2mm的立方体，主要属性为构件编号，仅作为辅助输出构件拼装图使用），解决了板单元及构件拼装图纸输出的难题（见图3）。
图3 桥面板单元建模处理过程图
2）钢桥深化设计起拱处理：钢桥跨度较大，杆件起拱导致相邻杆件的螺栓孔群错位，建模过程要兼顾杆件的制造及起拱偏差的测量。通过拼接板与杆件对应侧建一组螺栓，另一侧单独建螺栓穿过拼接板，相邻杆件的对应位置只建螺栓孔，这样相邻构件在起拱过程中螺栓与孔之间一侧没有关联，不仅可通过测量孔与螺栓之间的偏差，还能保证加工的孔群与设计一致，从而解决了杆件起拱出图的问题（见图4）。
图4 弦杆螺栓孔群处理实例
3）构件编号：由于钢桁架桥梁杆件编号的特殊性，构件的编号采用强制编号（见图5），以便于加工和管理。
图5 杆件编号处理实例
三、Tekla模型的扩展应用
1. 工厂数字化加工：
利用Tekla软件的零件显示过滤功能，分类提取工厂制造需要的数据和图形文件，通过套料软件进行排版套料及切割模拟，确认无误后输出加工程序及排料图（见图6）。
图6 数控程序处理过程图
2. 现场虚拟建造：
本桥地处岷江流域，是长江的一级支流，每年的汛期长达4个月，汛期降水占全年降水的72%-84%，现场临时工程施工和钢桥架设受汛期影响非常大，桥梁架设要充分考虑各因素对施工的制约。在钢构模型的基础上，补充现场施工场地、临时设施、机械设备等元素，构筑施工BIM模型（见图7），综合考虑工程制造工期、现场安装进度和汛期的影响，通过模型进行施工模拟，三维展示、技术交流等内容为项目施工服务，通过TeklaBIMsight的运用，切实为项目管理增值。
图7 岷江特大桥施工模型截图
Tekla在成贵铁路五通岷江特大桥上的应用，是teklaBIM在建筑钢结构以外的拓展应用，由于桥梁钢结构和建筑钢结构的不同，需要对Tekla的功能进一步研究，使之更好的满足桥梁钢结构的BIM需求。
（中铁四局有限公司技术中心供稿）
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