南昌朝阳大桥是一座造型新颖、结构复杂的城市桥梁。朝阳大桥的桥塔造型是书法“合”字的变形，体现出崇尚海纳百川，包容万象的大同理念，将古朴的小篆“合”字线条加以柔化，整体造型曲线柔和，生动流畅而不乏力量，中空的设计使得光线与空间很好地融合。主桥主塔造型“合”，纪念革命的胜利，也像大小船只纵横在赣江江面，扬帆远航。

      为提高建设质量，参建单位将BIM技术应用于项目的各阶段，实现了设计、施工、运维等单位的有机结合，提高了项目运作效率，达到了预期目标。大桥的色彩很美，尤其是主桥，简洁的桥塔、乳白色的塔身，与红角洲、朝阳新城等遥相呼应、相得益彰。

项目概况

      南昌市朝阳大桥工程是南昌市“十纵十横”干线路网规划中南环快速路跨越赣江的重要节点工程。工程总投资27亿元，全长3.6km，位于南昌大桥与生米大桥之间，西接前湖大道，东连九洲大道。大桥采用投资、设计、施工一体化的建设模式，这在南昌市尚属首次。大桥于2012年11月开工，2015年5月18日通车运营。

      大桥结合了“多塔连跨斜拉桥”和“波形钢腹板组合梁桥”的特点，是目前国内第一座真正意义上的波形钢腹板PC组合梁斜拉桥，世界第一例单箱五室六腹板钢结构整体吊装施工桥梁，也是目前世界上第一座可双层通行的波形钢腹板PC组合梁斜拉桥。

      工程特点如下：

      1.跨江主桥通航孔桥采用六塔斜拉桥布置

      通航孔桥跨径布置（79m+5×150m+79m），总体结构形式为梁墩分离、塔梁结合的六塔单索面斜拉桥，主梁为单箱五室波形钢腹板PC组合梁，主梁顶宽37m，底宽44m，采用挂蓝平衡悬臂法施工。

      2.波形钢腹板PC组合梁的广泛应用

      朝阳大桥工程跨江区段桥梁主梁均釆用波形钢腹板PC组合梁，应用面积居国内同类桥梁前列；通航孔桥单箱五室波形钢腹板PC组合梁结构新颖，各项技术指标居国内同类型桥梁前列；非通航孔桥Pm21~Pm25为国内第一座采用变宽设计的波形钢腹板PC组合结构桥梁。

      3.充分考虑人性化需求采用独立人非系统设计

      朝阳大桥采用独立的人非通行系统设计，提供尽可能舒适便捷的通行条件。总体上人非通道布置在主线机动车道下部，采用双层布置，实现了人非系统与机动车道的物理隔离，宽敞通透

      4.充分考虑城市桥梁景观需求，全方位注重桥梁景观设计

      朝阳大桥工程位于南昌市中心城区，是典型城市桥梁工程，在设计过程中，充分注重了城市桥梁的景观需求，力图达到桥梁功能、安全、经济和美学的协调与和谐。

BIM应用实践探索

      本项目的BIM应用点如下：

      设计方面：方案比选、构造设计、碰撞检验、设计成品出图、结构辅助计算；

      施工方面：大桥施工过程模拟、临时结构辅助计算；

      运维方面：三维浏览、服务中心平台系统、设施设备管理系统、安全管理系统、工程资料管理系统、操作说明系统。

      1.设计方面

      ①方案比选

      利用 Autodesk Revit体量建模方法快速构建工可阶段十二种总体设计方案的概念模型，结合地形、通航、技术难度及工程造价等方面得出最佳设计方案。

方案比选

      ②构造设计

      波形钢腹板设计：以波形钢腹板构件的关键构造（翼板、开孔钢板、波形钢腹板、连接件）长度作为参数，基于底层零件级的族类型文件建立了文件库，通过合理的数据调用构建了翼缘型波形钢腹板构件的参数驱动模型，实现了标准化信息模型设计。

      波形钢腹板参数化设计：翼板宽，上开孔钢板高、厚，波形钢腹板波长、板厚，下链接件高、厚，U型钢筋长、直径等。

      钢横梁设计：以钢横梁构件的关键构造（钢横梁腹板、水平加劲肋、垂直加劲肋）长度作为参数，利用焊钉连接件的族类型文件，建立了钢横梁构件的参数驱动模型，实现了标准化信息模型设计。

      钢横梁参数化设计

      钢锚箱设计：通过“基于面”的族类型文件，建立了锚管、抗剪板及其加劲肋等零件的参数驱动模型。利用基于面的族类型文件的嵌套调用方法，实现了钢锚箱各关键零件的组装。以锚管中心线与桥梁设计道路中心线的竖曲线在铅垂面上的夹角，实现了锚箱空间姿态定位，还以该夹角作为参数，保证了锚箱系统的构件级族文件在大桥总体模型中的通用性。

      斜拉索分丝管鞍座设计：通过轮廓族文件基于单根分丝管中心线拉伸建立了单根分丝管模型，再建立分丝管群组（如图）。以基于面的族文件建立锚板及其加劲肋的模型，将其贴合于分丝管鞍座群组的端面形成了分丝管鞍座成品构件。最后，加载该成品构件的族文件至总体模型中，根据设计位置进行定位安装。

构件集成及拼装

      ③碰撞检验

      建立结构总体项目文件，加载大桥所有构件的族文件，以桥梁设计空间信息为基准对各构件定位，进行虚拟拼装。对拼装完成后的总体项目模型进行外观检查，并采用Autodesk Revit软件自带的碰撞检查功能检验各构造是否存在冲突。根据桥梁指导性施工方案在 Autodesk Revit软件中拟定构件生成次序（如图），检验各构件的生成过程是否存在构造冲突。

主梁悬臂施工次序示意

      ④设计成品出图

      在族中完成构件立面及剖面出图设置，随族文件的加载而进入总体模型中，便于及时查看。若总体模型有调整并涉及到族文件，可实时更新成品图纸。

钢横梁出图

      ⑤结构辅助计算

      结构辅助计算：在 Autodesk Reⅵt中建立复杂构件的几何模型，导出为高级几何信息模型，通过网格划分工具软件再将几何信息模型转换为有限元网格，为结构力学计算提供了便利。大桥主墩下塔柱及上塔柱均釆用了此方法辅助结构空间效应计算。

主墩下塔柱几何模型转换示意

主墩上塔柱几何模型转换示意

      2.施工应用

      ①大桥施工过程模拟

      基于Autodesk Revit建立的BIM模型，在Autodesk NavisWorks中设置了安装工序及路径，模拟了临时栈桥架设）、通航孔桥主墩零号节段支架安装、通航孔桥主梁平衡悬臂挂篮施工、人非通道桥节段吊装施工。

人非通道桥钢桁架吊装模拟

      ②临时结构辅助计算

      基于 Autodesk Revit建立的栈桥、支架及挂蓝的几何模型，导出为高级几何信息模型，在有限元计算软件中分析临时支架的受力安全性（如图），为结构力学计算提供了便利。

栈桥计算

主梁挂篮计算

      3.运维应用

      BIM应用于运维管理的价值：为运维阶段提供可视化解决方案，令运维工作更便捷、更具适用性。

      ①三维可视化

      南昌朝阳大桥以智慧城市建设的理念为指导，运用三维地理信息系统（GIS）和建筑信息模型（BIM）技术，基于定制开发的软件平台，构建了一套三维可视化、精细化和一体化的运维管理系统。该系统集成了GIS技术与BIM技术，实现了无缝和信息无损集成，达到了三维地形与三维构筑物的一体化，可实现全桥虚拟漫游。

      ②服务中心平台

      构建了大桥服务中心平台，其管理内容包含维修服务请求、任务分配、工作进度查看、工单编制、满意度调查、工作计划排布、工作量统计分析。

      ③设施设备管理系统

      构建了设施设备管理系统，其功能包含：养护维修任务制定、定期养护计划制定、分时段成本统计。

      ④安全管理系统

      构建了实时监测系统，其监测内容包含：交通流量、应力应变、风速、温湿度，还可进行定期监测（索力、沉降），推荐针对突发事件的应急预案。

      ⑤工程资料管理系统

      构建了工程资料管理系统，可载入各工程阶段及各参建单位的资料，例如：工程准备阶段文件、监理文件、施工文件、竣工图文件等。

      ⑥平台管理使用操作说明系统

      提供了平台管理使用操作说明系统，为平台的运用提供了可快速查阅的操作手册。

      BIM应用总结

      1）建立了大型复杂结构桥梁建模方法，为今后桥梁BIM应用提供了参考。

      2）将BIM技术运用至前期方案设计阶段，提高了设计效率。

      3）利用BIM技术进行复杂结构设计，克服了传统二维设计软件难以考虑的三维碰撞问题。

      4）依托工程开展BIM应用可提升设计水平及成品质量。

      5）辅助解决大型工程现场施工组织技术难题。

      6）辅助大型复杂桥梁运维管理。

      7）通过项目中的BIM应用，实现了设计、施工及运维三方面的协同。

来源：BIM学社

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