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B IM 技 术 在 大 跨 度 钢 结 构 桁 架 施 工 中 的 应 用
张 毓 成 冯 辉 祁 祖 伟 吴先 杰 王 远
中建三局第一建设工程有限责任公司 武汉 430040
摘要：针对传统的大跨度钢结构桁架施工中存在的不足，通过建立BIM模型，分析了大跨度钢结构桁架施工问题及其成
因。然后。在施工过程中，利用BIM在大跨度桁架拼装定位前进行深化设计，发现并纠正其中的内部碰撞问题。同时模
拟吊装和滑移的过程。利用BIM的可视化对工作人员进行施工交底，从而确保了施工进度和质量。实践证 明，BIM技术
各功能的应用为项目的完美履约及质量把控提供了保证。
关键词：BlM；大跨度桁架；深化设计；模拟施工
中圈分类号：TU17 文献标志码 ：A DOI：10．14144／j．cnki．jzsg．2017．05．049
BIM Technology Applied to Long-Span Steel Structure Truss Construction
ZHANG Yucheng FENG Hui QI Zuwei WU Xianjie WANG Yuan
The First Construction Engineering Limited Company of China Construction Third Engineering Bureau Wuhan 430040
1 工 程 概 况
南京水利科学研究院深水航道试验厅项 目为大跨度张
弦桁架结构 (图1)，总建筑面积24 546．4m ，建筑高度为
24．98 m。平面尺寸为l21．6 m×201．2 m (图2)，钢屋盖由
l8榀横 向张弦梁桁架及9榀纵向连系桁架组成 ，用钢 量约
2 400 t。其中主桁架高3．0 m，支座跨度Il9．8 m，结构形式
为倒三角管桁架 。钢屋盖张弦桁架两端支承于下部混凝土
结构，结构形式左右对称，刚度均匀，中间不设柱，下设
预应力拉索。
图1 大跨度张弦桁架结构
图2 平面尺寸
l71 4l 2017·5·Building Conduction
2 BIM虚 拟 技 术在 施 工 过 程 中的 应 用
2．1 桁架拼装定位前的BIM深化设计
根据钢结构桁架的特点 ，现场无法根据钢结构蓝图进
行施工，必须经过BIM深化放样来确定具体 的构件尺寸。
概括地讲 ，无BIM深化设计，就无实际施工。施工蓝图中
标识 的仅 是构件轴线长度 ，并不是管件 实际长度 ，通 过
BIM深化可 以将尺寸细化，并具体地表示出来_】之l。
在大跨度桁架加工制作前 ，通过Tekla软件对图纸进行
深化设计 ，从而完成桁架分段、杆件切割、板材下料等]_I
作。桁架拼装前，通过地面放线定位 ，完成桁架在地面上
的拼装 。
运 用BIM深 化设计不 仅可 以使得加工 厂进行 加工制
作， 同时也可统计 出工程量 ，且得 到的结果 更方便 、准
确 、真实、可靠 I。
2．2 桁 架施工前 的钢结构 内部碰撞及其 他碰 撞发现
通过BIM模拟施工，提前发现施工过程 中钢结构 内部
结构之间的矛盾 ，如主桁架与次桁架、桁架支座节点处、
吊挂 马道与桁架、栏杆扶手与楼梯等 。BIM模型能直观地
展示钢结构内部各单位之间的逻辑关系与连接属性 ，提前
发现 、解决问题。
在BIM三维模型的基础上，进行建筑、结构、机 电等
各专业施工模拟 ，并随工程进展绘制土建一机 电一装饰综
合图，通过各专业三维图叠加、综合 ，做 到三维 可视化 ，
及时 发现综合 图中各 专业之间 的碰撞 、错 、漏 、碰 、缺
等 问题，并根据BIM模型提供碰撞检测报告，及时进 行解
决，以实现 图纸设计零冲 突、零碰撞 ，避免施工过程 中的
返工 、停工等现象发生，大大减少设计变更，确保施工进
度，为业主节约投资。
按照制订好 的BIM系统工作流程和BIM标准 ，进行施工
张毓成 冯 辉 祁祖伟 吴先杰 王 远： 81M技术在大跨度钢结构桁架施工中的应用
图深化，在三维深化设计协调中，除 了建筑和结构两大专
业之间的协调外，还负责解决 电梯井布置与其他设计布置
及净空要求的协调 、防火分 区与其他设计布置的协调、地
下排水布置与其他设计布置 的协调等工作 ，做到全方位三
维设计检测、协调。
2．3 钢结构桁架 在吊装中的模拟
钢结构屋盖桁架位于柱顶 l6-3 m标高处，1 19．8 Ill主桁
架需分3段安装，实际施工中，在山墙位置 (⑩轴和⑩轴)
分别设立2处临时支撑，使用吊车起 吊安装到位。桁架单段
最重29 t，采用300 t汽车吊安装⑩轴线处各桁架分段，剩余
主桁架和次桁架采用1台100 t履带吊在⑩轴线处安装 。
通过BIM模拟桁架 吊装过程 中的各工序 ，尽量避免 吊
装过程中出现碰撞等 问题。
2．4 钢结构桁架在滑移 中的模 拟
在本工程实际施工过程 中，首先在试验厅两侧结构梁
顶端位置铺设通长滑移通道 ，同时在⑩ 、⑩ 轴线 (山墙位
置)处组装前2榀主桁架及其间次结构，并安装好液压爬行
器，连接泵源系统，调试设备 ，确保正常后启动2条轨道上
的爬行器 。2条轨道上方 的爬行器 同步顶推并使桁架 向②轴
方向滑移12 m。桁架离开 吊装平 台位置后，暂停滑移 ，继
续在 吊装平台位置 吊装下一榀桁架及其与前部桁架间的次
结构 ，并与前端结构连成一体 ，再继续
BIM技术在大跨度钢结构桁架施工中的应用（论文）.pdf
