BIM技術在橋梁施工中的應用

劉運民

中鐵七局集團武漢工程有限公司，湖北武漢 430074

建筑信息模型技術目前在世界很多領域中都得到了應用，尤其在工程建設領域中發揮著重要的作用和價值。BIM技術目前不僅可以實現設計方案的優化和創新設計，還可以幫助施工方確定實際施工所需的成本。建筑信息模型技術對于橋梁施工的影響還體現在能夠幫助施工方控制施工進度，明確施工的重難點，有利于施工單位獲得最大的經濟利益。

1 BIM技術在橋梁施工中的應用難點

1.1 建立精確的三維設計模型

三維設計具有集成化的特點，建立三維設計模型需要確保每一個環節的數據都準確無誤。而且通常按照要求以各專業或者各分包商的方式來組裝設計模型。基于這樣的標準讓三維設計軟件的選擇變得具有了難度，需要充分考慮到各個專業的特點和要求，還要掌握設計軟件的格式，難度非常大。

1.2 合理管理和使用施工資料

橋梁施工項目的規模通常都很大，而且不同的階段承建的單位不一樣，導致信息溝通不夠流暢。加之信息溝通過程當中的數據信息量會出現不斷增加的現象，處理這些數據需要體現高效性，要保證每一項數據都能夠有據可查，并且要準確無誤，這是建立三維設計模型的另外一個難點。

1.3 參與方完成協同管理工作

橋梁施工項目的施工方非常多，每一個參與方所處的地點不同，溝通起來具有難度，各個參與方的工作人員之間很難協同高效的工作。利用BIM技術建立橋梁三維模型，要形成完整且精確的BIM模型需要綜合考慮到參與方的問題，所以具有難度。

1.4 施工控制以及監測方面存在的難點

橋梁施工項目規模不僅大而且風險也很高，利用BIM技術模擬施工過程和現場可以降低施工的難度并有效控制施工所需的成本。BIM技術實踐中最大的用處是針對施工項目進行監測，及時掌握施工過程中存在的問題，并及時通過BIM模型進行分析，減少施工過程中的誤差等。

2 橋梁施工中應用BIM技術的策略和建議

2.1 建立橋梁BIM模型

利用通用的信息建模工具建立橋梁主跨模型，也可以將其看作是橋梁特定結構的建模，包括了主跨鋼箱梁以及索結構等。除此之外，建立橋梁BIM模型還要利用bridgemaster針對連續箱梁和連續鋼構進行詳細地設計，使其能夠通過具體的軟件形成可視性較高的鋼束模型以及橋梁構造。碰撞檢查非常重要，利用三維配筋軟件，建立起三維配筋模型，之后再進入到碰撞檢查的環節當中。

2.2 管理橋梁施工資料

橋梁施工項目的信息數據很多，包括了參與方相關的文件資料，以及橋梁的設計方案圖紙，各種材料以及器具的使用說明書，施工相關合同等。這些資料眾多，需要進行科學管理才會達到高效傳遞的效果。同時要保證這些資料和數據版本一致，各項記錄都能夠隨時調取。建立BIM模型之后能夠發送到移動設備端，便于利用和查看。

2.3 提升參與方協同工作管理效率

參與方之間的協同工作能夠提升橋梁施工的質量。參與方包括業主、橋梁設計方、監理單位、材料供應分包商等。協同工作要求各個參與方都能夠及時準確地傳遞信息和數據，按照規定的步驟和模式參與并完成工作。實施過程當中還要交流配合調整協同的方式，及時發揮BIM技術在橋梁施工中的作用和價值。可以利用軟件建立起參與方的協同平臺，確定管理的內容以及核心。這一平臺可以促進參與方之間的交流和溝通，方便各項信息落到實處，控制信息的及時性和準確性。從而真正實現提升橋梁施工效率的目標。

2.4 完成碰撞檢查

BIM技術在橋梁施工中的應用需要合理控制各個環節，把握好重難點，掌握橋梁施工項目的具體內容。在此基礎之上才可以利用軟件達成各項目標。三維模型建立起來之后需要加以利用才能夠使其具有價值，也才能夠真正地產生促進橋梁施工的效果。三維模型的瀏覽通常需要借助navigator實現，這種軟件可以針對已經建立的三維模型完成各個子模型之間的碰撞檢查工作。同時還能夠利用這一軟件達到檢查內部鋼筋和鋼束狀態的目的，繼而完成碰撞檢查工作。通常現代施工單位在進行橋梁施工之前都會建立起BIM模型，利用它來提前獲取設計中存在的不足和問題，及時加以調整。這樣才可以使每個環節的質量都達到標準，使最終落實到實踐之中之后橋梁的質量符合預期，經得起考驗，保證人們的出行安全。

2.5 模擬并分析施工進度

施工進度的控制有利于施工單位控制施工成本獲得最大經濟利益，而實現這一目標需要借助BIM技術完成，利用三維模型針對橋梁項目的施工進度加以分析和模擬。在此之前要與設計單位提供的設計單位中明確橋梁項目施工的預期進度和計劃。在此基礎之上才能夠進行施工進度的模擬和分析，其中軟件navigator可以實現4D施工模擬。通過它進行分析橋梁項目的施工進度計劃方案的可操作性，利用這一軟件也能夠發現施工計劃進度方案中存在的問題和不足之處。不僅如此，通過模型的分析和模擬還能夠及時檢查出施工計劃方案各個環節之間可能存在的矛盾。有了這些基礎的信息數據支撐之后還可以控制材料成本，根據施工單位所提供的施工方案確定橋梁項目施工所需的費用成本。通過落實每一個施工環節的質量來控制施工成本是當前建筑單位的主要方法，在實踐中取得了不錯的成績。

2.6 管理橋梁施工現場

橋梁施工難度大、規模大，需要充分的準備，還要準備符合要求的材料和器具才可以保證橋梁最終的質量達到了標準。BIM技術在橋梁施工中的應用體現在它可以事先預演橋梁施工的環節，預演得出的數據能夠再次被應用到具體的橋梁施工項目當中，有助于設計單位及時發現施工方案中存在問題和不足之處，并結合建筑信息模型完成修改和完善。管理橋梁施工現場也可以應用到BIM技術，具體在應用的時候需要結合microstation軟件，利用這一軟件進行施工現場模型的構建。具體來講，就是可以根據橋梁施工單位的要求以及提供數據資料針對橋梁施工現場的工況進行模擬，發現存在的問題，還可以在此基礎之上針對施工設備進行規劃，確定每一個環節的施工方案。另外，橋梁施工中經常會用到大型機械設備，這些機械設備在應用時所占據的空間大，會對施工形成直接影響，尤其是在運行的過程當中會占據很多的空間。為此要利用軟件建立模型預演大型機械設備的運行情況，從而確定大型機械設備的安全運行空間，以確保在正式施工當中大型機械設備的應用不僅安全而且高效。

2.7 管理橋梁工程成本

橋梁項目的施工成本必須得到有效控制才能夠令施工單位獲得經濟利益，也才有利于經濟的發展和進步。目前項目成本的控制仍然是工程建設單位面臨的難題，盡管有了BIM技術的支持但是在實踐中這種問題還是存在。我國很多施工單位還在利用傳統技術手段控制施工成本，在圖紙以及相關的數據資料分析和處理上缺乏科學性，信息之間的關聯性被忽視了，導致最終的成本存在很多的誤差。利用BIM技術進行成本控制可以清晰化橋梁項目的屬性，明確各個組成構件發揮的作用和價值。通過這樣的處理和加工最終得出的設計模型的工程數量會更加準確，還可以準確計算出橋梁施工階段中材料的實際消耗量。實際消耗量被確定為無誤的狀態下之后就可以按照數據采購和領購材料，采購的成本就得到了完全控制，不會浪費材料，對于控制成本具有重要意義。

2.8 控制并監測施工

利用橋梁結構計算分析軟件能夠控制并監測橋梁施工過程。具體操作當中橋梁的結構線形控制、應力控制以及穩定性控制屬于最為關鍵的幾個部分，其中懸索橋施工控制監測是重點。施工控制模塊能夠根據已經輸入的數據和信息就裝配順序進行計算，確定設計荷載，掌握結構的位移以及變形情況。具體來講，主要是掌握整個施工裝配過程，針對橋梁結構中會發生大位移的部分進行分析和研究。施工裝配件在不同的階段當中對接的方式有所不同，一種是面面對接，一種則是線面對接，模擬的時候要控制精準度。為了提高模擬的效果，往往需要模型構建技術人員針對裝配階段的首尾節點與單元本身位移之間的差值加以確定，這樣才可以達到修正單元之間的扭轉的目的。我國的橋梁建設單位在構建模型階段中往往存在很多的問題，比如不夠重視多種模型的建立，不夠重視比較等。為了提高橋梁的施工質量，要及時解決這些問題，重視每一個環節的工作。

3 結語

我國目前建筑信息模型技術的應用水平已經有了很大程度地提高，在實踐中發揮了很大的作用。但是從一些具體的應用環節可以看出仍然存在諸多的問題，這些問題的解決依賴于科學技術的發展。發達國家的科學技術的水平較高，BIM技術的應用水平遠遠高于我國，今后我國仍然需要積極學習國際先進技術和經驗，結合我國的實際情況優化建筑信息模型技術。