BIM技術在橋梁中的應用

(重慶交通大學 重慶 400074)

近些年來，國外對BIM的應用算是非常熱門，隨著后來引入國內發展到現在，建筑行業無論從房屋建筑、工廠建設和橋梁建設等方面，都開始融入BIM技術的元素，向統一化、系統化、信息化、可視化方面發展，開始對設計、施工和運維方面的研究工作進行更加深入的推進，不斷更改方案和決策，最終將工程的項目的質量大幅度提升。

一、BIM的基本概念與優勢

BIM，全名為Building Information Modeling，是一種對實施的實體模型功能和性能進行數字化顯示的新型建筑信息模型。BIM技術發展至今，它對建筑工程的協同化、模擬化、可視化、工程質量優化方面得到了廣泛認同。現在在所完工的工程里面仍然存在著大量數據因為管理不當而流失和數據錯誤，造成了嚴重的損失，在數據信息這方面沒有一種可靠的技術來維持，直到BIM的出現，完美彌補了這一缺陷，在BIM技術的協同作用下工程對單一數據源的處理有了新的連接點，不再通過紙質形式進行傳輸數據，彌補了信息斷層的情況，全面形成數據化傳輸交流，凸顯出BIM技術的優勢。

二、BIM在橋梁上的應用

(一)在設計過程中，Revit等軟件以三維全真建筑模型的形式顯示出來，它與模型一直保持著相關聯系，當模型中某個部位發生改變時，BIM的所有管理系統的數據將同步改變，它與建筑模型的內在數據不會發生邏輯上的改變。

橋梁建筑整個過程中所涉及到的方面很多，需要大量人手進行規劃設計，一起協同完成圖紙，方案的總規劃。在橋梁前期設計時，需要講可行的方案設計進行對比，最后選出最優的決策進行開展。在BIM平臺的輔助作用下，進行橋梁的三維圖模擬，可以直觀為業主方展示詳細的立體效果圖，從而進行對比挑選出最令人滿意的方案。比如昆侖大道互通節點項目，通過BIM進行模型建立，然后通過軟件顯示的數據與圖形的形狀位置的布置，進行規范性的修改，最后業主方可通過在軟件上進行手動修改數據確定出最好的模型。通過三維模型可以清楚的了解到高架橋的高度在周圍環境中的情況，以符合實體建成后的需求。

對于后期設計中結構構件的碰撞、糾正等問題是比較關鍵的，處理不好會導致工期延長，返工。此時，通過BIM技術對其進行反復糾正。以往混凝土中的預應力鋼筋通常比較錯綜復雜，設計圖紙都是幾頁二維的CAD圖紙來表示同一部位的鋼筋構造，需要施工人員在頭腦中想象出真實的組成情況，很容易導致實際安排中出現錯誤，不宜形成穩定的三維構造，遇到這種情況，還需要調動大量人員進行探討，消耗時間從而影響工作效率。

(二)在施工過程中，BIM主要用于對所建成的三維BIM模型向施工員進行可視化的技術交底，施工員可根據得到的施工圖紙和BIM模型結合工地上的實際情況采取相應的措施，避免由于施工圖紙上的不合理帶來的與實際不符合的問題。針對圖紙上與BIM模型中的矛盾點進行討論，最終符合實際要求。可視化交底技術能夠促進施工的快速進展，節約工期，避免返工。根據從施工現場記錄的橋梁某一部位的位移值，通過BIM軟件上相應部位顯示的位移值和理論值進行比較，如果超出了規定范圍BIM系統將會發出警告，相關技術人員根據顯示的情況采取方式進行修正，最終會以修正后的圖形和數據同時顯示出來。

(三)整個橋梁工程項目建立完成之后的安全性保障是至關重要的，后期的資料數據的管理，運營階段的檔案管理等都需要BIM軟件進行協助，利用它強大的存儲能力和可視化功能。設計、施工模型和數據將無損壞的全部傳輸到運營部門，針對其中表明的重點部位和風險區域采取有效的實施方案并做好記錄。在BIM模型數據中，在后期橋梁中的記錄數據都可以通過軟件方便的查到，都可以通過其各自的ID進行搜索，信息化功能十分強大。這樣就避免了盲目的翻閱文件，耗費大量時間。

(四)BIM技術應用到橋梁運營養護后，使得與橋梁的運營、管理方面相結合，建立4D模型后可以能夠直觀的觀察到每個階段的實際情況，及時處理系統發現的病害，保障橋梁能正常使用。我們一般采用Autodesk Revit、3DS MAX、CAD等軟件進行模型建立，并將橋梁中運營養護階段的病害信息錄入三維模型中，形成4D模型，換句話說就是將一連串的信息導入模型中，技術人員可以時時刻刻觀察病害發展的情況，可以規劃出最有效的方法來優化、改善病害的惡化。

三、BIM技術的未來發展

BIM的發展我們有目共睹，從以前大家從未耳聞到如今的熱門行業，它在工程領域算得上是一次新的革命。許多大型建筑工程如上海中心、機場等都將BIM技術應用其中，得到了非常可觀的效果。在鐵路、橋梁領域，各總公司已經開始名為規定將BIM納為重點應用技術，在項目上的BIM新應用點也不斷的研究，相應也在緊密完善關于BIM技術方面的規范，給基礎建設帶來了新的沖力，在橋梁工程中也應用非常廣泛，現在很多技術復雜的橋梁結構都在通過BIM來得到想要的數據和模型，比如斜拉橋、鋼管混凝土拱橋等。雖然現在市場上還面臨這軟件對口、資源不匹配等因素，但是隨著人們技術的不斷發展和要求的不斷提高，很多高性能模擬化軟件就會脫穎而出來解決很多復雜的工程問題，同時取代以前傳統的舊軟件，BIM技術的發展迅速，但不是每一個企業會一些基本軟件就算是掌握了BIM技術，更多的是在眾多的企業競爭中依舊能堅持下來的才能真正的掌握這門新技術。

未來的BIM技術會更加的便捷、功能更加強大，數據交換標準技術、3D激光掃描技術、云平臺技術等與BIM相結合，應用到橋梁工程上，會起到突飛猛進的進步，那時候的生產力、工程效益做到現代化的程度，建筑行業技術將更加完善成熟，無論從人員使用、時間分配、物資運輸、資金管理方面都會優化得很好。作為一種國外引進的先進技術和人們不斷發展的嶄新理念，對橋梁界而言，價值是無窮大的，有著舉足輕重的作用。我們相信橋梁的發展與創新，更期待BIM技術與橋梁領域相結合的力量會更強大。