蓼子特大桥推动秦巴山区的产业和经济发展

Bentley 技术助力实现数字化工作流和施工模拟，节省时间和成本

桥梁连通乡村振兴之路

蓼子特大桥是城开高速的重要控制性工程，横跨前河峡口，全长330多米，通车后将显著改善秦巴山区的交通状况。主桥为中承式钢箱拱桥，长252米，两岸拱座位于地形较陡峭的山脊处，它是中国首座高性能免涂装耐候钢箱拱桥。中铁长江交通设计集团有限公司（以下简称“中铁长江设计”）借助蓼子特大桥工程项目案例，开展基于BIM的大跨径拱桥数智化设计施工综合应用研究。中铁长江设计数智交通院院长岳通表示：“我们的目标是实现大型拱桥基于精细GIS的三维快速正向设计，并且参数化、精细化和智能化程度高。”

蓼子特大桥的建成通车，将助力重庆实现“县县通高速”的目标。城开高速的全线贯通，打开了城口县封闭已久的交通不便的大门。没有通高速的时候山路通行需要好几个小时，现在时间和路程都仅为原来的1/3，并且连通了秦巴山区与其余县城。岳院长表示：“这对于拉动沿线地区的经济发展，促进产业经济升级，助力秦巴山区乡村振兴有着重要意义。”

陡峭地形中的多个桥梁构件

由于项目所处位置地形陡峭，交通不便，施工便道修建困难，材料和机械难以运送到现场。两岸拱座位于地形较陡峭的山脊处，坡角高达70°–80°，桥面距离河面127米，拱肋最高处距离河面186米，施工难度大。岳院长表示：“拱肋最高处距离河面186米，相当于60层楼高，施工难度大。”

桥梁建设是高度动态的过程，工程施工是不可逆的，一旦中间环节出现问题，损失往往不可挽回，不但造成资源和人力的浪费，更严重的还会造成质量与安全问题，蓼子特大桥的建设就面临这样的情况。岳院长表示：“因此，如何深层次利用工程信息，对大型桥梁建设项目生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本进行集成化管理，从而提高工程质量和安全水平是每个从业者不得不思考的问题。”中铁长江设计需要集成的三维数字化解决方案来进行桥梁建模及施工模拟，以确保更优的桥梁规划和安全与质量。他们希望推动 BIM 桥梁设计和施工中的全面应用，并提出基于公路BIM技术的桥梁施工监控方法，以实现蓼子特大桥建造过程中的智能化管理。

利用BENTLEY的BIM技术和实景建模应用程序

在整个设计和施工过程中，中铁长江设计利用Bentley的数字化实景建模和 BIM 应用程序对施工场地和桥梁进行建模，并对施工过程进行仿真模拟，以指导、监控和管理桥梁施工过程。项目团队利用iTwin Capture处理无人机采集的复杂地形的图像、正射影像图和点云数据，生成三维数字化地形模型，准确展现不同的曲面，并创建有效的高程和坡面分析。他们利用MicroStation将三维桥梁模型与实景模型进行虚实融合，同时根据挖填方信息修改实景模型中的地形，以反映挖掘工程并确定最佳的桥位方案和施工方案。岳院长表示：“融合后的模型可以用于桥位方案布置、桥梁的漫游展示和施工模拟。”

中铁长江设计利用 Bentley 数据可互用的三维建模应用程序，创建了协同式设计和施工管理平台。岳院长表示：“基于BIM的施工管理平台可以进行全桥计量支付、施工进度精准模拟、方量精准计算等。”中铁长江设计借助这一虚拟的可视化展示平台，确定主拱采用竖转和平转相结合的施工工艺是解决场地交通和地形挑战的有效方法。他们利用Bentley技术开发了40多个工作任务流程。本项目构件总量达到2万多，累计数字资产120G以上，实现了传统的二维管理向三维数字化桥梁施工管理的蜕变。

三维数字化助力节省成本，推动可持续发展，实现智能化桥梁管理

中铁长江设计通过实施三维BIM工作流和数字化建模，精确直观地展现工程现场，提高方案优化效率，减少了往返现场的时间约25天。Bentley 应用程序的参数化建模功能将桥梁设计时间缩短了300个小时，节省了50万元的设计成本。岳院长表示：“使用Bentley技术的全新（数字化）工作流程，我们提前35天完成了设计项目。”通过虚拟仿真，中铁长江设计能够更准确地表达设计方案，提升与业主和所有项目参与方的沟通效率。Bentley的开放式数据可互用技术消除了数据集成的软件兼容性问题，在项目全生命周期提供了单一可信数据源。

中铁长江设计通过使用基于Bentley的数字化建模和可视化施工管理平台，在实际现场施工前就发现了转体施工过程中可能发生的碰撞，通过提升拱肋竖转角度，避免了与山体发生碰撞。该施工方案节约管理成本及风险损失约2000万元以上，缩短了建设时间约55天，并减少了项目的环境足迹。通过实施全面的BIM 策略和施工模拟，实现了管理流程三维可视化、工作流自动化和标准数字化。他们创建的智能分析系统为开发数字孪生模型奠定了基础，助力实现桥梁数字化养护和运维，并推动了行业数字化发展。岳院长表示：“这一成功实践为即将到来的数字化养护和运维时代奠定良好的基础，向实体工程与信息数据融合的‘数字孪生’目标又迈出了坚实一步。”