百年老桥大修工程的数字化技术应用

  

“数字化技术在桥梁大修项目中的应用缺乏典型案例,浙江路桥大修工程可以说是三维扫描技术与BIM技术应用的深度结合,为类似大修工程的数字化应用起到示范作用。”

——上海路桥BIM负责人陈柳花

公司概况

上海公路桥梁(集团)有限公司(简称“上海路桥”)是市属大型国有企业,是主板上市公司“隧道股份(600820)” (原上海城建)旗下大型综合性施工企业,市政特级总承包企业。业务范围涵盖公路工程、市政工程、轨道交通、房建、环境工 程、设备安装、地下空间开发等。

 

作为城市桥梁、立交建设发展的参与者与见证者,公司凭借丰富的建设经验,在斜拉桥、转体桥、老桥改建顶升等方面具有国内一流的技术和施工能力。近年来,通过开展“城市高架大修工程快速施工”、“预制拼装桥梁”等课题的研究,有效推动了生产力的提高与行业的变革。

 

精准还原,修旧如旧

上海浙江路桥是一座文物级的桥梁,始建于1907年,至今已有一百多岁,是我国现在仅存的几座鱼腹式钢桁架桥之一。然而这座跨径约60m的老桥承载了一个世纪的风风雨雨,桥面以下构件病害严重,出于对结构安全的再三考量,浙江路桥于2015年5月开始封闭大修。

此次大修,既要修旧如旧,恢复浙江路桥的原有历史风貌,又要拓宽和加固原有结构,满足未来50年的使用需求。让一座百年老桥重焕新生远比造一座新桥复杂困难得多。为了克服桥体建造时间久、施工场地条件复杂、移桥难度大、环境要求高等施工难题,参与浙江路桥大修工程的上海路桥BIM工程师们为此做足了施工前的准备工作。

 

 

1908年桥梁                 2015年桥梁

 

浙江路桥为钢结构空心桁架结构,表面特征复杂且杆件繁多。利用Tekla Structures软件对桥梁主体结构及施工临时设施进行三维建模,不仅方便桥梁工程师们进行老桥改造的三维设计,也更加能直观展示设计成果,同时桥梁上5万多个不同尺寸的铆钉模型利用软件参数化的功能快速准确的建立完成,也创建了信息化的桥梁模型,记录新老构件的建造年份,构件信息化的数据用于桥梁维修期间的制造、安装、现场施工和后期的运维管理。模型精度也达到了竣工可建造模型(LOD500)级别,因其模型精度高,最终建模的结果就是和实际建设完成的桥体一模一样。利用软件自动统计重量的功能,快速精准地查询到老桥整体的重量,为后续履带吊的选型提供精确的数据支撑。

浙江路桥Tekla模型   

        

带有施工信息的节点模型                 

 

可视化施工方案助力移桥一次成功

浙江路桥地处上海市中心,社会关注度高,又是在原地狭小的区域内移桥并进行大修,为了保证桥梁移运进厂房一次成功,移桥方案通过数字化技术在虚拟的三维空间提前模拟出来,比如浮箱顶上来多少公分,进厂房的角度多少,吊车的起重重量多少,厂房内的支墩怎么架等等。过程全部模拟出来之后,就能提前知道桥身要顶多高,运输过程中哪里会碰撞,以避免实际操作时的误差和返工。