試論BIM技術在橋梁施工中的應用

姚春鋒

（南通市交通建設咨詢監理有限公司　226000）

前言

當前我國橋梁工程施工中的常用軟件比較多，包括CATIA以及Revit等等，利用Revit軟件可以快速檢查橋梁施工中的損傷和碰撞等等，可以快速、精確和簡單的統計實際橋梁施工中需要使用的原材料，進而開展橋梁施工管理工作。CATIA具有較強的做圖工程，可以優化橋梁的設計。利用不同種類的BIM軟件可以發揮不同的效果，具有漫游、仿真模擬、優化設計、可視化等方面的效果和功能。在當前的橋梁施工中應用BIM技術，可以落實多放協同管理。

1　橋梁施工的特點

分析當前我國的橋梁工程項目，可以發現其中的特點和難點，橋梁工程施工的難度主要在這幾個方面體現出來：①橋梁工程的實際施工規模比較龐大，這種規模層面的龐大不僅體現在結構方面，還體現在實際的構建層面上。因為規模龐大，相應的建筑難度也就比較大，相關人員系統開展施工流程，進而滿足施工技術和標準方面的要求。②分析橋梁工程的具體結構，都是比較復發而且難以建設的。和普通的建筑物相比較，橋梁的實際結構對穩定性和安全性的要求都更高，所以不能出現一絲的問題和誤差，必須隔絕施工隱患。③在施工環境層面，在具體的橋梁建設中，會出現多元化的影響因素，這些因素會導致施工安全、進度以及質量層面的問題，對于實際的工程施工管理和建設是比較大的挑戰。

2　BIM技術在橋梁施工中的使用優點

2.1　實現工程協同管理

云端有著較強的數據計算、數據儲存能力，可以把多種BIM軟件導入到云端，進而構建思維模型、三維模型。例如，某模型主要是訪問層、數據層、模型層以及應用層構成的，在應用層設計中，需要包括質量安全現場管理、碰撞監測分析、設計變更管理、協同建模等等，施工階段包括物資管理、進度管理、施工模擬等等。訪問層則是施工方、設計方、業主、施工方、供應商、監理方共同掌握，由此可見，和具體橋梁工程施工相關的任意單位都有使用BIM技術模型的權利，所以這就實現了實際橋梁工程施工的協同管理。

2.2　提升橋梁施工管理效率和質量

利用BIM技術建設的橋梁成功施工模型，具有可優化、漫游、仿真模擬以及可視化的特點。利用其中的可視化功能，可以及時發現在設計橋梁施工中出現的突出問題，并且確保整體橋梁施工的科學性以及合理性，為實際的橋梁施工提供最佳的設計服務，可以為橋梁的建造奠定基礎。利用BIM技術中的仿真模擬技術，可以利用動畫來模擬具體的承臺施工、樁基施工以及軟基處理的過程，可以顯著提升橋梁公司施工的整體質量水平。利用BIM技術中的可視化功能，可以加強對橋梁施工現場的視頻監督和檢查，避免在實際施工中，出現違背實際操作規矩以及要求的行為，可以保證整體的橋梁施工質量。利用BIM技術還可以實現最優化資源配置以及信息共享等功能，橋梁相關的施工單位可以利用共享的模型來了解具體的工序以及相關的施工計劃，根據具體的規劃來開展施工，這樣可以顯著提升橋梁施工的整體實效性。

2.3　可以激發施工人員積極性

在橋梁工程中，基層的施工人員基本都是農民工，這些農民平時出來打工，在農忙的時候需要回家種地。許多橋梁施工的一線施工人員素質水平參差不齊，在實際的技術交底中，和技術培訓中，他們的配合度不高，并且難以理解培訓的具體內容，對相關的培訓和交底內容產生了一定的誤解和錯誤認識，并且不具備對于培訓和技術交底的興趣。如果這些一線施工人員缺乏對于施工操作的認識，不了解具體的注意事項，就會容易出現施工問題，而且會影響施工人員的積極性。通過實施BIM技術，可以利用可視化功能和動畫來模擬具體的橋梁施工流程，讓施工人員看到立體、形象和直觀的施工流程，利用BIM技術的可視化和仿真模擬工程，可以培訓這些基層的施工人員，并且激發他們的積極性，可以解決在實際操作中的問題，切實提升施工的實效性[1]。

3　BIM技術在橋梁施工中的應用策略

3.1　在樁基施工中的應用

在傳統的橋梁樁基施工中，常常存在施工策略和地質條件不符合、成孔方法不合理的問題，在孔直徑、孔深以及孔高程層面存在一定的誤差問題。分析這些問題，重要原因是橋梁樁基施工設計不科學、檢查不充分、違規操作等等。在橋梁施工中建設BIM模型，應用BIM技術的可視頻監控、可優化設計功能，可以發揮良好效果施工單位可以利用優化工程來優化具體的橋梁樁基施工流程，并且提升方案的可行性和有效性。利用仿真模擬功能，則可以模擬具體的樁基施工技術方案，相關施工人員可以利用模擬功能找出在鋼筋籠制作、軟基處理、混凝土澆筑以及樁基成孔層面的主要設計問題，并且避免因為設計不科學而引發的施工質量問題。通過應用BIM技術，施工單位管理人員可以及時監控具體施工現場，通過落實三方協同管理，可以避免施工中出現澆筑斷樁、串孔以及擾動孔壁的問題[2]。

3.2　在施工材料管理中的應用

橋梁施工的原材料質量直接決定了橋梁施工的整體質量，如果相關人員缺乏較強的管理能力，就會對橋梁施工的進度和質量、安全性產生影響。橋梁施工的主要材料包括預應力管道、預應力錨具、預應力鋼筋、鋼筋連接器、普通鋼筋、混凝土等等，原材料的種類繁多。同時，對這些原材料的監督、保養、驗收、采購的任務也比較繁重。同時，經常會出現不合格以及質量低劣的原材料進入施工現場的問題。對此，必須加強對原材料的管理和控制，在原材料管理層面加強投入，但是這樣會顯著提升施工的成本[3]。如果在橋梁施工中應用BIM技術，則可以利用三維模型來整合橋梁工程項目的眾多信息，實現資源和信息共享。從橋梁的信息庫中，相關采購人員可以發現最優價值的供應商，并且利用系統中的有效細料來分析供應商。利用BIM模型，還可以規劃材料進場思路，相關采購人員可以及時通知相關供應商，把必要的原材料運送到施工現場，避免因為原材料輸送時間問題而產生經濟和資金損失。通過結合RFID技術以及BIM技術，可以為相關的原材料貼上標簽，標簽中包含原材料的具體信息，通過二維碼掃描，則可以快速把具體信息同步到BIM模型中，相關監理單位和施工單位可以根據系統中的信息內容來監督原材料的進場狀態。在應用原材料的階段，相關監理方和施工方，可以同樣利用BIM模型來管理和跟蹤原材料，避免低劣和不合格的原材料進入橋梁施工現場。

3.3　在承臺施工中的應用

承臺施工基本都是大體積混凝土施工，在傳統的施工模式中，一般是使用針對性措施來降低內外側溫差、降低水化熱，進而避免出現混凝土構件開裂的問題。在實施承臺澆筑之前，相關施工單位人員需要計算承臺混凝土的實際澆筑溫度。在后續的施工中，則需要關注下部結構鋼筋的預埋，使用鋼筋結構進行搭接，進而把接頭百分率控制在標準范圍中。利用這種傳統的施工方式，需要大量的專業人員進行管理和監督，在施工中會出現溫差計算不合理以及水化熱的問題，會導致混凝土構件出現裂縫。如果搭接連接的部分缺少人看管，就可能出現超出標準數量的難題。如果在橋梁施工中應用BIM技術，可以有效解決這個問題，利用可視圖功能來開展內外溫差和混凝土水熱化模擬，利用模擬來發現可能出現的問題。利用BIM技術還可以對施工現場進行監督，只需要利用視頻就能跟蹤和監督整體施工工序。在鋼筋接頭施工中，可以利用系統調出鋼筋接頭數量，進行準確計算。現場施工人員則可以為鋼筋接頭配標簽，完工鋼筋接頭之后需要把焊接圖輸入BIM模型中，相關管理人員利用這種施工圖可以快速找出鋼筋結構中的問題。同時，結合NavisworksManage和BIM技術，能夠利用四維動畫以及三維動畫演示的形式來呈現承臺施工流程，業主、監理等只需要利用電腦，就能實施有效監督。這樣可以避免承臺施工中的質量和安全問題。

3.4　在空心墩施工中的應用

在空心高墩施工中，采用翻模施工的形式。具體的工藝流程如下：準備施工；翻模組裝；鋼筋綁扎；混凝土灌注；提升工作平臺；翻升模版；拆除工作臺。在傳統的施工流程中，需要利用液壓千斤頂的動力來提升整體工作平臺，而后設置懸掛吊架，完成各種作業工序。需要在內外模版中各設三層，并且進行交替循環使用。在混凝土灌注第三層之后需要繼續提升工作臺，進而拆卸提升第一層模版，提升到第三層模板的上方，結束安裝之后可以澆筑混凝土。通過這樣的循環施工，指導墩頂。利用這種施工技術，比較容易出現全橋水平、中線、跨度貫通測量誤差大等問題，會影響到整體空心墩施工質量。如果應用BIM技術，可以利用模型來模擬空心墩的施工流程，進而得出關于各個環節和工序的具體參數。把相關的數據輸入到BIM模型中，可以演示相關的施工流程。技術人員可以利用協同管理以及可視化功能，加強對空心墩施工的監督，避免出現中斷澆筑的問題。如此一來，還可以避免測量誤差的嚴重錯誤，可以切實提升空心墩施工的效率以及整體質量。

4　結論

綜上所述，在當前的橋梁工程施工中，通過引入BIM技術，可以整合設計單位、監理方、施工單位和業主進行多方的協同管理，可以顯著提升施工管理效率以及質量。利用BIM技術可以提升技術人員的優化能力，并且利用仿真模擬和可視化功能提升施工科學性和合理性。通過整合FRID技術和BIM技術，可以系統管理施工原材料，并且利用掃描標簽的方式把具體信息錄入系統中，可以有效提升原材料管理實效性。

[1]袁玉林.BIM技術在建筑工程造價管理中的應用[J].綠色環保建材.

[2]王金梁.BIM技術在大跨度斜拉橋設計中的應用[J].交通世界，2017（29）.

[3]徐博.基于BIM技術的鐵路工程正向設計方法研究[J].鐵道標準設計，2018（04）.