基于BIM在橋梁工程設計與施工中的應用分析

駱春霞河南省交通規劃設計研究院股份有限公司 河南 鄭州 450000

引言：

BIM技術是一種比較新型的技術，通過數字信息仿真，模擬建筑物所具有的真實信息。在實際使用的過程當中，特別是在設計的時候，融入了全新的理念，已經突破了傳統設計方面的一些制約，BIM技術在建筑工程領域獲得了迅速的普及。為了能夠讓建筑領域獲得更多的先進的發展，BIM技術在其中發揮了重要的作用，建筑領域也因此產生了比較重大的變革，特別是一些大型工程，結構比較復雜，BIM技術在其中發揮了極為重要的作用，不僅如此，BIM技術也讓建筑項目的物理功能變得更加可視化、數字化，整個設計、施工和運營的過程就是一個不斷優化的過程，在BIM的基礎上，可以更好地進行優化。

1、橋梁工程施工特點分析

1.1 施工環境復雜多變

在進行橋梁工程施工的過程當中，周圍環境往往比較復雜，很多橋梁都會橫跨河流或者是山谷，這使得橋梁工程，一直以來都是較為復雜、困難的工程之一，為了能夠讓橋梁工程在施工的時候更加順利，保障安全，設計、施工單位要深入了解橋位處地質、地形，從而制定出更加適合地形的施工組織方案。當然，在施工的時候，提前準備相應的安全措施，來保障整個施工過程的安全，也是必不可少的。在施工過程當中，由于橋位周圍的環境地形地質過于復雜、以及其他各種不同原因，施工人員往往會受到生命安全的威脅。因此，需要設計人員能夠制定出更加合理科學的施工方案和施工組織措施，具有重大安全隱患的專項工作需要具備相應資質的專家進行評審，確定方案是否可行。在實際施工當中，對于可能會出現的一些安全和質量隱患，需要提前制定出相應的預防和處理措施。

1.2 結構設計復雜化

橋梁工程在道路運營中處于關鍵地位，因此橋梁設計和施工的質量和安全性，都是一個項目需要重點把握的。在實際施工的時候，由于橋梁工程的結構比較復雜，橋梁工程的各個構件部位組合起來施工難度較大。尤其是大型復雜橋梁，在施工過程中會出現各部位構件或細部鋼筋相互干擾的情況，因此會出現各種不同形式不同原因的變更。在傳統橋梁設計施工的過程當中，往往要求設計人員具有比較豐富的從業經驗，在設計過程中及時避免或采取措施預防施工過程中可能出現的問題，保證橋梁工程的安全性和使用性。但是因為傳統技術帶有諸多限制，因此即使一些擁有豐富經驗的設計人員，在設計的時候，仍然會出現橋梁各部件、各部位鋼筋相互沖突的問題，導致后續施工存在較多變更。

1.3 預制構件多體積大

在進行橋梁工程建設的時候，考慮到項目的建設成本，需要使用很多預制構件，預制構件需要施工單位在項目預制場地預制，然后通過運輸機械運送到橋位處，進行吊裝安裝。因橋梁施工對預制構件尺寸要求極為嚴格，在預制構件設計的時候，如果無法保證結構尺寸的準確性和設計質量，后期變更會較多，項目建設成本勢必會增加，甚至會影響到工期。不僅如此，因為項目預制構件數量較多、體積較大，所以在進行構件吊裝的時候，必須嚴格按照相應的規范和合適的施工組織來實施，從而使橋梁工程在施工的時候更加順利。

2、BIM技術在橋梁施工的可行性

由于橋梁工程的結構比較復雜，大多項目設計人員使用二維建模的技術來進行橋梁繪圖，這種方法在實際進行橋梁設計的時候，大大提高了設計的速度和質量。二維建模技術雖然應用比較廣泛，發揮的作用也十分重要，但在實際使用的時候，無法直觀地展示整個橋梁的結構，對一些比較復雜的工程，二維建模技術表現出了不足之處。因為二維建模技術不能直觀地展示橋梁的整體結構，所以設計時難以避免會出現各構件部位、細部鋼筋相互沖突的情況，導致后期出現較多變更。基于二維建模技術的局限性，三維建模技術的推廣推動了我國建筑工程的重大改革和發展，這也是我國建筑工程領域所不可避免的一個趨勢和發展方向。國內的橋梁建設日益增多，不管是規模還是數量都獲得了更多的突破，不僅如此，橋梁的結構外觀也變得更加多樣，很多新型的理念被融入到了橋梁建設當中。這個時候橋梁設計人員的工作難度相應增加，面臨諸多挑戰，設計人員在規定的時間之內想要設計出符合要求并趨于完美的橋梁，難上加難。在這樣的情況下，傳統的技術顯然難以符合目前社會的發展需要，BIM是一種比較新型的技術，可以使用數字化以及信息化等先進的模式來進行建模，讓橋梁的設計結果能夠動態地展示出來，BIM技術如果能夠和橋梁工程設計相互結合，那么就可以成功的解決傳統設計當中的一些弊端，可以讓企業的成本有效降低，同時也可以讓橋梁工程的設計發揮更加重要的作用。

3、BIM在橋梁設計階段的應用

3.1 準備階段的設計工作

橋梁工程涉及到很多不同的構件，必須要各個不同部分參與共同完成，才能夠讓橋梁工程設計順利進行，特別是在前期設計的時候，設計方必須要了解施工過程和方法，只有這樣才能夠設計出符合規范并便于施工的設計方案。使用BIM能夠滿足各個不同參與方的需要，對一些意見不一致的問題能夠及時解決，BIM技術主要是使用三維建模的方式，這三維包括信息化、數字化以及參數化，能夠讓設計的結果以一種動態的方式演示出來。工程方在三維建模的時候，能夠及時對整個項目進行科學評估，同時三維模型是可視化的，能夠讓各個參與方直觀的看到設計的成果，同時也可以及時收集建設單位、施工單位的意見，使設計的方案更加科學完善。

3.2 后期的優化設計

由于項目的設計、施工和運營的過程就是一個不斷優化的過程，在BIM的基礎上，可以對設計方案更好地進行優化。橋梁工程在進行設計的過程中，可以使用BIM模型對設計方案進行比選優化。通過BIM三維模型，讓橋梁結構各部分的相互關系完全呈現出來并進行動態演示，可以核查設計中的缺點和不足之處，從而對整個橋梁方案進行優化，設計出更加符合業主需要、貼合項目實際環境、便于施工、經濟合理的方案。

4、BIM技術橋梁施工階段的應用

4.1 模擬分析

在橋梁工程進行實際施工的時候，BIM技術可以把整個工程規劃、設計、施工當中的流程相互結合，形成信息模型。信息模型幾乎涵蓋了施工過程所有的內容，比如道路的線形、橋梁等結構物的位置、管道的位置等。同時，按照不同環節當中的施工任務，建立起與之相匹配的模塊，BIM能夠對這些不同的模塊系統地進行處理，使其更加的完整，對施工能夠提供更加全面的參考，從而使橋梁工程在建設的時候更加安全。

4.2 優化施工管理

BIM技術建?？梢允构こ炭梢暬础八娂此谩钡男问剑軌蜃屖┕挝粚φ麄€工程了解更加透徹，及時核查到施工當中有可能產生的問題。同時也可以幫助施工方分析目前的問題，施工單位的管理是按照BIM的模型完成的，制定比較全面的應急方案和一些措施方案，在很大程度上能夠改善管理人員的思想和意識，使其從之前的被動管理轉向主動的管理。讓整個施工也可以更加簡化，及時解決施工當中存在的隱患。很多管理人員通過BIM可視化的功能，能夠深入了解施工的整體過程，從而能夠對施工過程進行全面指導，為管理人員把控橋梁工程施工的進度和質量提供有力的技術保障。

4.3 數字化的施工分析

在橋梁工程的施工過程當中，使用BIM技術能夠根據信息化的平臺來全面的整合各部分構件，不僅如此，發揮BIM技術可視化建模方面的優勢，能夠全程模擬整個橋梁工程的施工環境，包括施工區域的地形、地貌以及橋位處工程地質情況。通過BIM技術來模擬施工環境，能夠幫助施工單位及時了解實際情況，在施工之前，分析在施工過程當中有可能產生的隱患，使橋梁能夠真正地完成動態化的施工建設。不僅如此，施工方使用BIM技術的動態化功能，能夠更加直觀的將施工階段的設計參數呈現出來，讓施工單位對整個工程掌控更加全面，優化分配施工材料和資金投入，可以有效地提高工程的進度和質量。

5、結束語

綜上所述，我國的橋梁工程不斷地向著規模化發展，基于橋梁工程建設的復雜性，對設計、施工方面的技術要求越來越高，而目前情況的設計技術已經難以滿足業主的需求和社會的快速發展需求。BIM根據自己的優勢，在實際設計的時候發揮了極為重要的作用，讓設計、施工單位獲得比較全面的技術保障，不僅能夠降低投資成本，同時推進橋梁設計、施工水平的進步和優化，從而使橋梁工程的建設質量更優，推動橋梁建設事業向更高層次進步。