桥梁施工设计中CAD和BIM的应用比较

2  CAD与BIM的工程应用比较

　　2.1  工程概况

　　新白沙沱长江特大桥是渝黔铁路的关键控制性工程，全长5.32 km，主桥布置为（81+162+432+162+81）m，是世界上首座双层六线双塔双索面钢桁梁铁路斜拉桥。上层四线客车线，下层两线货车线，同时也是世界上延米载荷最大的桥梁，活载达33.6 t/延米，恒载达99 t/延米。

　　主塔为2#、3#主塔，采用H形桥塔，2#塔高175.45 m（含塔座）， 3#塔高192.45 m（含塔座），2#塔与3#塔在下横梁以上高度外轮廓完全一致，下横梁中心线以上桥塔主体高度为147.75 m，上塔柱高64.75 m，中塔柱高81.20 m。2#塔下塔柱高度为23.7 m，3#塔下塔柱高度为40.7 m。下横梁为预应力混凝土结构，采用双室空心矩形结构，高7.0 m，宽10.0 m，顶、底板厚0.8 m，腹板厚0.7～1.0 m，支座处设有横隔板，横隔板厚2.0 m。上横梁为预应力混凝土结构，采用单室空心矩形结构，高7.0 m，宽7.5 m，顶、底板厚0.7 m，腹板厚1.0 m。

　　2.2  3#主墩施工方法

　　3#基础位于水中，墩位处部分河床已侵入承台范围内，因此在基础施工前需进行河床的水下爆破清理。为快速形成钻孔能力，保证长江汛期来临以后钻孔的安全性，同时考虑到主墩距离川黔线白沙沱桥距离较近，故采用先平台后围堰的方案。下塔柱采用翻模施工，中、上塔柱采取液压爬模施工。下横梁采用钢管柱支架法施工，混凝土分两次浇注，第一次浇筑总高度为4.0 m的底板及腹板，第二次浇筑高度3.0 m，下横梁和同一高度范围内的塔柱同时浇注。上横梁待与横梁相交段塔柱爬模施工通过后，再搭设支架施工上横梁，支架采用在塔柱上设置预埋牛腿和预埋件搭设现浇支架。

　　2.3  3#主墩下横梁施工设计比较

　　以下拟对3#主墩下横梁支架设计分别采用CAD设计技术及BIM设计技术进行的设计内容进行比较。

　　2.3.1 CAD设计方法

　　准备工作：绘制主塔结构主要为下横梁及下塔柱的三视图，此结构二维电子图纸可从桥梁设计单位得到。

　　支架系统的布置：下横梁底模布置，可采用整体钢模和木模，此时仅需确定模板高度；模板底部分配梁布置，此时也仅需预留一定的高度（常用的工字钢高度）；钢桁梁的布置，主要是根据下横梁断面布置其间距，桁架的结构形式需通过计算确定；钢管立柱系统的布置，与钢桁梁之间需预留一定的高度设置后期支架卸落的装置，钢管之间的间距需要与钢桁梁共同计算考虑，保证两者受力满足要求，同时结构形式简便合理。

　　3#主墩下横梁现浇支架总体布置见图1。

　　图1 新白沙沱长江特大桥3#主墩CAD设计

　　下横梁支架布置出来后，即可与施工现场交流沟通，确定结构所用钢材的形式，就可进行具体设计。根据计算结果可分几大块进行独立设计，主要包括承台上设置的预埋件、钢管立柱系统、卸落结构装置、钢桁梁、模板系统、边支点等。各部分设计完成后，在总布置图上将各结构进行重新组拼，进一步检查确定各部分之间的关系，发现问题各部分重新修改设计，重复上述过程直至结构完善，最后打印出图，设计任务完成。