数字化技术在百年老桥大修工程中的实践

“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

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。

1908年桥梁

2015年桥梁

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。

浙江路桥Tekla模型

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。

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。

“本次大修工序繁杂，运用数字化技术进行施工过程模拟，对施工方案优化及最终确定起到了重要作用。”上海路桥BIM负责人陈柳花说。

上海路桥的BIM工程师们利用多款BIM软件建立不同的三维模型（以下软件都来自Trimble）：Tekla软件建立桥梁主体结构和钢结构维修厂房的三维模型，SketchUp软件建立履带吊、液压平板车等施工机具设备三维模型，两款软件发挥各自优势，快速便捷地建立移桥三维动态模拟所需要的大量模型。利用Tekla BIMsight软件简单快捷又细致完整的制作了节点板拆换施工工序的三维动态模拟。可视化的施工方案方便了移桥过程的现场交底工作，优化了现场施工管理，也让关心文物桥梁改造的老百姓们更加了解施工过程，缓解了社会关注度。

三维扫描助力桥梁质量检测

值得一提的是Trimble公司旗下的软硬件在本次工程中相辅相成。利用Trimble TX-5设备对钢结构桁架桥进行精细化的三维激光点云扫描，还原浙江路桥主体结构在大修前、过程中、大修后的三种状态几何尺寸，随后将点云数据与Tekla软件建立的桥梁BIM模型进行叠合比较，分析桥梁在大修过程中和大修完成后的线形偏差值，为大修的桥梁质量检测提供更加精准的数据支撑，也为桥梁日后的维护提供最基础的数据。