BIM技術在橋梁工程設計與施工中的應用研究

文／姚超

引言

BIM是建筑信息模型的英文縮寫，20世紀70年代起源于美國，并在80年代進入了飛速發展階段，在各個領域BIM技術都有著較高的應用價值，它具備的先進理念能夠為各個行業注入新的活力。橋梁工程是我國基礎設施和民生工程，也是交通系統中的關鍵組成部分，高質量的橋梁工程能夠提升交通通行質量，保障通行安全，改善人們生活質量，同時能夠保障社會生產的正常運行，促進我國社會經濟的發展。本文簡單分析了BIM技術在橋梁工程中的應用情況。

1、BIM技術的基本概念和國內外發展現狀

1.1 基本概念

作為一種新型技術，BIM技術又稱為建筑信息建模/管理技術，能夠實現對建筑工程項目物理功能特性的數字化顯示和管理，不僅涉及到項目的論證，同時還能夠在項目設計、施工、運用以及拆除等整個生命周期得到應用，可以實現對建筑工程項目全生命周期數據的分享和運用[1]。繼CAD技術的應用之后，又一次技術革新的主角便是BIM技術，在未來，建筑信息化的發展必然會以BIM技術作為核心，使土木工程信息集成化水平得到最大限度的提升。

1.2 發展現狀

我國BIM技術發展起步晚，經過近幾年的發展，依然處于初級階段，與發達國家之間仍然存在著巨大的差距。當前，我國關于BIM技術的研究還處于科普和宣發時期，很多行業內人員只知道BIM技術的重要性，了解其中的一些基本操作，但在工程實踐中還未得到廣泛運用，沒有在國內形成一個健全的體系[2]。與BIM相關的制度仍然有著較多的欠缺，比如在法律、管理、技術以及經濟層面，都缺乏相關的制度和文件進行規范，還需要不斷的探索和研究。

2、BIM技術在橋梁工程中的運用

2.1 設計階段

2.1.1 前期設計

在橋梁工程設計過程中，需要統一各參與方的意見，之后再對建設方案進行確定。由于不同參與方單位的專業水平存在差異，以及平面圖紙的約束,設計單位很難在前期設計階段向建設單位傳遞設計意圖，導致意見很難統一[3]。而BIM技術的使用,可以為三維建模形成橋梁與數字信息化效果圖和動態演示,從而更直觀的向建設單位體現設計意圖,建設單位可以通過BIM模型更科學更直觀的評估項目,三維可視化模型建立了一個信息交流的媒介通道,將設計理念傳遞給建設單位,同時建設單位反饋給設計單位,使前期設計方案的確定效率大大提高。

2.1.2 后期設計

在后期設計階段，主要功能就是運用配套的專用軟件驗算和審核前期設計的BIM模型，檢測模型能否滿足相關標準和要求，判斷荷載能力能否達標。利用BIM建模時，應當要注重對建模瑕疵和缺陷的檢驗，從而降低下道施工工序錯誤的發生概率，避免發生返工，大大節約工程成本。后期設計是在以往設計的BIM模型上進行深化和修改，保證整個設計模型的參數及信息均符合設計要求。采用BIM相關軟件進行設計校核和碰撞檢查，同時生成分析報告。如果出現問題，則進行二維圖紙修改、再修改模型、再進行碰撞檢查，直至不在出現設計缺陷問題。

2.2 施工階段

（1）數字信息化施工。通過對數字信息化技術的應用能夠對橋梁結構進行預制，之后再利用生產制造手段來盡量減少施工中的不良因素，保證構件質量滿足要求，節約工期，提升經濟效益。（2）施工模擬。通過對BIM技術的運用，能夠對橋梁工程施工過程進行模擬，從而為施工組織計劃的編寫提供依據，優化施工現場資源配置，使橋梁工程施工進度和整個過程得到有效把控，使工程質量得到大幅提升，從而節約施工成本。（3）安全數據信息管理。利用BIM技術的橋梁信息管理平臺，可以對施工過程中的相關數據進行有效管理，并以BIM作為平臺實現信息共享，確保各個單位都能夠對施工安全信息進行了解，以推進合理施工方案的制定，減少由于安全信息滯后或不足導致的安全事故。（4）進度形象管控。傳統進度主要是基于Project和CAD，存在各參建方溝通信息銜接不暢和施工網絡計劃抽象化，導致施工進度在實際管理過程中與進度計劃存在偏差。（5）過程造價管控。基于BIM的自動化算量方法極大地提高了橋梁造價核算過程工作效率，同時可以與人工計算進行對比，避免了人工計算的失誤因素，通過采用BIM 三維信息模型,增加維度的時間成本,形成橋梁單位工程可視化建筑模型,實現動態實時監控,可以更合理的分配資金規劃方案材料和機械等。通過數據模型，可以隨時了解橋梁分部構件工程的工作量，以及工期成本的核算，可以更準確地進行調度計劃和資金規劃，這是進行造價管理的前提條件。

2.3 物料設備管理

施工單位往往借鑒物流、超市行業以二維碼為主導的電子標簽技術顯示橋梁構件、工程設備材料和施工情況，但RFID技術只能識別部分信息，導致整個橋梁工程施工過程無法得到很好的掌握，為了解決這個難題，可以使用BIM軟件中的橋梁信息模型功能，對場地物料設備進行更加完善的管理。

2.4 協同作業

建設項目規模大，涉及到設計、監理、施工、業主等眾多參建單位，彼此之間的信息溝通十分復雜，產生大量的文件和數據，這就要求協同作業過程中依托BIM技術的一項強大的功能就是協同作業，它能夠共享各個單位的設計文件和管理方案，讓各參建方之間的文件得以便捷的流通，促進施工的高效進行。

結語：

作為一種新興技術,BIM軟件具有相當強大的功能和優點，通過建立模型的方式可以將設計施工的效果更直觀的表達出來，同時可以根據模型來對設計缺陷和沖突進行修改，相信隨著國家的大力推廣和橋梁工程行業對BIM技術重視程度的不斷增加，BIM在未來必將會成為工程建設中必不可少的軟件之一。