BIM技術在橋梁工程中的應用

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

橋梁工程是建筑行業的一部分，作為交通建設項目的關鍵控制項目，在設計，施工和運營階段比一般建筑要困難得多。與此同時，橋梁工程的結構設計仍然依賴于二維CAD圖紙，大多數施工過程和后期運營管理屬于不同的部門，每個階段相對獨立。建筑信息模型(BIM)是一種信息化建模方法，它解決了橋梁工程建設中的不足。BIM技術可以有效地協助建筑工程領域的信息集成，交互和協同工作，并在建筑生命周期管理概念的背景下迅速發展。

一、BIM技術的特點

BIM技術的普及標示著基礎設施建設范疇大數據時代的到來。通過在建設項目生命周期的各個階段整合信息，可以通過BIM技術建立完整的信息模型中心。每個參與方都可以提取信息中心使用所需的信息。本文通過參考幾篇文章總結了BIM的幾個基本功能：

(一)模型的可視化。可視化就是“所見即所得”的形式。BIM通過諸如CAD之類的幾何元素來突破每個組件的信息的描述。提供一套視覺創意，在人們面前形成三維幾何體物理圖形顯示。

(二)模型信息的完備性。該模型包括生命周期各個階段的信息的完整描述。如設計階段的結構，材料，使用功能等，施工階段的工藝，進度，成本，質量，人力，機械，材料等，運營階段的結構安全性和結構耐久性。

(三)模型信息的關聯性。系統自動組織和分析此信息并將其存儲在存儲庫中，當修改模型中的對象時，不需要修改與其關聯的對象，并且可以根據此修改更新這些對象以實現“一處修改，處處自動更新”促進模型的修改和優化，保持模型信息的相關性。

(四)模型信息的一致性。模型信息在建筑項目的整個生命周期中是一致的。當重復輸入相同的信息時，系統將自動識別和修改它。對整個生命周期數據庫進行建筑設計，施工，運行和維護，最后進行最終拆遷，并實現項目數據的共享和應用。

二、橋梁項目常見BIM技術應用軟件

BIM技術在橋梁施工范疇的應用還處在摸索階段。因此，橋梁BIM模型主要通過其他范疇的建模軟件來完成。常用橋梁有兩種BIM模型軟件，一種是法國Dassault為航空航天業開發的CATIA軟件。另一個是REVIT，一種由AUTODESK開發的民用建筑建模軟件。

(一)CATIA軟件

CATIA軟件是一種計算機圖形輔助的3D交互式繪圖軟件，主要用于航天器模型的構建，因此其精度非常高。

(二)Revit軟件

Revit由AUTODESK開拓，由公司開發的畫圖軟件AUTOCAD具有廣泛的運用和推廣。Revit專為BIM而設計，可用于設計，建造和維護更高質量和更高能效的建筑。

三、基于BIM的橋梁工程設計優化

BIM在設計中的應用主要集中在設計方案的建模和分析以及其中問題的檢測和反饋。一方面，項目人員收集項目的相關圖紙，然后對其進行建模。并將問題反饋給BIM團隊和相應的決策者，以決定是否需要修改圖紙。如有必要，項目設計人員將修改圖紙并再次執行建模和檢驗分析，直到反饋顯示不再需要圖紙。通過這種方式，設計人員希望在施工開始之前解決所有設計問題，確保設計可構建性并減少返工。

四、BIM技術在橋梁施工過程中的應用

(一)BIM技術的多角度協同應用

橋梁施工項目管理涉及多方單位，BIM技術可以利用同一平臺，便利實時輸入項目的有關信息，相關方也可以在自己的權限領域內實時調取有關數據。實現生產協同和數據協同的目標，實現施工信息的有效整合，實現海量數據的采集，歸納和分析。

(二)BIM技術進行橋梁施工項目管理

橋梁建設項目管理過程是一個動態過程，涉及很多結構部件，過程非常復雜。BIM技術在橋梁施工中的引入可以通過建立各個施工階段的控制模型，即過程模型，達到精細施工管理的目的。該模型可以更直觀，更直觀地顯示在一段時間內橋梁的哪些部分應該完成。

五、BIM技術在橋梁運營階段的應用

(一)運營方案的優化

在優化運營計劃的同時，不僅要改進計劃本身，還要提高管理者的專業素質。結合BIM技術制定管理人員業務計劃提供了堅實的基礎。在制定計劃之后，還可以通過已建立的協作工作平臺與設計和施工單位進行溝通，以探索更適合橋梁本身的運營計劃。

(二)橋梁的能耗監測

目前，橋梁工程也倡導節能。一是利用節能設備，通過改進設備，提高能效；二是增強能源的管理手段，在節能的基礎上開展相關的管理工作。這樣不僅可以大幅降低橋梁工程運行中的能耗，還可以提高運行管理過程中的能源利用率，到達橋梁能耗監測和控制的目的。

(三)橋梁的結構安全信息管理

橋梁工程作為城市交通樞紐，其運營結構安全性非常重要，直接影響城市交通的經濟和社會效益，為橋梁作業的有效管理提供技術支持。

六、結語

BIM技術的引入使橋梁建設成為一門藝術。BIM技術在中國橋梁工程中的應用逐漸進入以應用價值為重點的深度應用階段，并提出了BIM技術和“BIM +”高級信息技術集成應用程序的功能，如項目管理，云計算和大數據。對于BIM技術在橋梁工程中的未來應用，提出了以下兩點：

(1)雖然我國主要在橋梁施工過程中引入BIM這項技術，但理想的狀況是在橋梁的整個生命周期中使用BIM技術來實現真正的信息模型。

(2)從獨立應用程序轉換到網絡的多邊協作應用程序?；诰W絡的多方協作應用可以更好地支持基于BIM模型現場數據的收集，并且可以實時獲取和傳輸信息。該模型可以實時存儲和分析，為工程現場使用BIM技術提供必要的技術手段。