BIM技术在城市互通立交 改造施工中的应用研究
在复杂的改扩建要求中，传统管理手段由于其系统性、集成性不强，信息化程度低，很难实现管理目标，而BIM技术的出现，为精益化建造管理提供了可能。南大干线番禺大道节点立交是番禺北部城区的重要交通运输转点，是通往广州城区、市桥城区、南沙和珠海的重要交通要道。改造前，番禺大道主线为双向四车道的跨线桥，两侧辅道为双向六车道；南大干线为双向六车道，地面为十字平交；南大干线番禺大道节点立交周边均为密集的商铺及居民区。改造后，该立交为涡轮式全互通立交，番禺大道主线采用跨线桥，南大干线主线设隧道下穿，通过6条匝道桥实现过境转向交通流的分离，地面层设置平面交叉辅道。
交通导改的难点与重点
本节点互通立交改造施工方案结合工程现状条件，基本采用优先保证番禺大道交通顺畅的方案，进行施工交通组织设计，分为六个主要的施工阶段。在改造施工过程中存在很多难点与重点。
1. 该节点立交规模大、功能多，匝道错综复杂，体量接近公路立交；
2. 该节点立交周边均为密集的商铺和居民区，征地拆迁难度大；
3. 该节点立交的施工区域与地铁18号线施工路线存在部分重叠，导致施工难度增加、工期延长；
4. 在施工过程中，应合理优化交通疏解方案，确保对道路交通影响降到最小。
项目地理位置图
节点现状卫星图
BIM助力交通导改设计
该项目以BIM技术为依托，推进精益化管理，通过软件的集成应用，统筹深化设计、进度管理、交通疏解方案仿真、场布模拟等，解决南大干线番禺大道节点立交交通导改的难题，确保在施工过程中对道路交通影响降到最小。
集成软件应用下的交通导改BIM技术
BIM模型建立
根据设计施工图，采用了Revit与Tekla相结合的方式，将错综复杂的项目工程结构与周围环境进行BIM模型的建立与整合，将项目信息与BIM模型相关联，对节点互通立交进行深化设计。
通过BIM模型对互通匝道间净空高度进行检查，满足设计规范要求，能够保证正常通行要求。地铁18号线线位从地下下穿节点立交互通环形匝道桥区域，属于本互通中桥墩最密集的部分。利用BIM模型进行碰撞检查，发现约44个桥墩涉及空间冲突，设计院随后进行方案的设计变更。通过建立箱梁钢筋BIM模型，生成钢筋代码，将数据直接导入钢筋加工设备，实现从钢筋下料到设备自动加工成型的流水线生产，确保钢筋加工质量，提高生产效率，缩短工期。
4D-BIM进度模拟
分别针对六个施工阶段，结合Revit与Tekla生成的BIM模型，通过Navisworks与project文件相链接，以可视化推演的方式进行4D-BIM进度模拟。通过对模拟结果的科学分析，在繁乱的施工部署中理出头绪，并合理规划施工部署，提前排查施工干扰因素，能够完善解决导改过程中“部署繁”的难题。
通过4D-BIM进度模拟，发现番禺大道主线跨线桥东侧桩基与承台施工区域的工期安排，与地铁18号线的相冲突，经过优化，调整施工方案，新增两个施工阶段，将番禺大道主线跨线桥东侧桩基与承台施工工期提前，合理避开与地铁18号线的施工重合期。
交通疏解方案模拟
针对布设复杂和重点管控的区域，采用Lumion进行行车模拟。在施工过程中，尤其在车辆汇流处，围蔽的布设会导致车道变窄，车流量增加。针对此区域的交通状况和交通组织进行仿真模拟，可直观反映围蔽范围外的宽度是否满足车流变线的需求。
由于在汉溪大道交叉口及番禺大桥收费广场的掉头，是实现南大路与番禺大道的交通转换唯一办法。因此需应用BIM技术对该地点的车流进行仿真模拟，确保在该地点能够顺畅通行。
在第六施工阶段，利用已建好的南大干线地面辅道与番禺大道地面平交，实现番禺大道与南大路的交通转换，该节点交通转换复杂，交通管制难度大，利用BIM技术提前进行预演，优化交通组织设计。
整体交通疏解方案鸟瞰图
围蔽位置模拟
针对六个施工阶段，利用BIM技术对围蔽施工空间、缓冲空间和社会留置空间等进行模拟和分析。依据模拟结论设计围蔽位置，规划施工车流与社会车流，确保车流量通行的连续与安全，降低施工对该节点交通运营的影响。
利用BIM技术进行围蔽位置模拟，在第四施工阶段，B匝道第七联施工时，原有桥梁围蔽未完全覆盖施工区，严重影响车辆通行的安全。
围蔽宣传设计仿真
本工程利用BIM技术的材质赋予和渲染输出功能，将城市宣传和交通标识图片等赋予结构面层。该功能可以很好地对围挡宣传进行整体模拟，优化围挡宣传设计。
南大干线番禺大道节点立交应用BIM技术，通过BIM模型建立、4D-BIM进度模拟、交通仿真模拟等手段，解决了设计过程中产生的“错、漏、碰、缺”，合理优化了施工组织方案，提升了交通疏解方案的实操性等。BIM技术的应用科学便捷优化了施工部署和交通导改，提升了施工效率，降低了对通行道路交通的影响，促进项目工程顺利履约，具有重要的实践意义与推广价值。
本文刊载 / 《桥梁 · BIM视界》杂志 2018年 第1期 总第4期
作者 / 卜庆晗 郭毅霖 朱立阳 李法雄
作者单位 / 交通运输部公路科学研究院、北京公科桥梁技术有限公司
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