淺析橋梁施工三維模型信息技術

張小全

（中鐵十一局集團第二工程有限公司，湖北十堰442000）

1 引言

橋梁工程是我國重點保障工程，其重要性與意義不言而喻。在實際工程施工中運用三維模型信息技術對施工項目與現場情況進行模擬演示，可以從設計、成本、質量、進度等多方面、多角度對工程進行問題分析，并且可以提前發現實際施工中的隱患問題與風險弊端，避免了相關問題的演變發生。本文通過實際案例，對三維模型信息技術的應用性進行系統闡明，為該技術日后的廣泛應用奠定基礎。

2 我國現階段橋梁施工現狀與發展方向

目前，由于歷史因素的制約，部分橋梁施工單位依然處在傳統落后的管理狀態。橋梁施工不同于以往的建筑施工，對施工目標的確定、施工現場的建立往往要從多方面綜合考慮，其涉及因素與影響原因諸多，進而導致了圖紙方案的變動性，無法實現“三維展示”“模擬施工”與相關施工信息的采集、整理、分析。因此，基于這種現狀，應明確橋梁工程施工管理方式的發展方向，加大網絡信息技術引用與三維模型信息技術應用，結合現場實際工程施工情況與發展需求，將整體橋梁工程進行“三維展示”與“模擬施工”，并采用地理信息系統（GIS）建立相應的地理數據庫，對涉及整體橋梁工程的環境信息、實際信息、分布狀況進行獲取存儲，以將工程方案“三維建模”“數據分析”“模擬場景”的模式呈現出來，使工程施工管理更為立體化、動態化、視覺化與模擬化。

3 橋梁施工三維模型信息技術的系統設計

橋梁施工三維模型信息系統的建立基于“三維地理信息數據”，通過運用三維引擎、SQLlite數據庫、網絡信息技術等進行相互結合，實現工程施工模擬化設計與推演。該功能對整體橋梁工程的建設施工與方案設計有較大的推動作用，且可以對具體施工方案的可行性、合理性進行更為科學性的效率評估。其特點是可以通過三維動畫的形式，將工程施工的流程、場景、測量、環境進行立體化呈現[1]。

4 橋梁施工三維模型信息技術的系統應用

通過“模擬施工”的方式將橋梁施工的整體性、過程性進行合理性評估，可以將問題消除在萌芽狀態。具體如下。

4.1 三維量算

首先，三維量算可以對具體工程目標進行精準性測量計算，主要包括：橋梁橫向水平距離測量、橋梁縱向垂直距離測量、橋梁三維空間測量等。三維模型信息系統會將該橋梁目標的實際尺寸進行引用，并以1∶1的實際效果完成精準測量。

4.2 路徑瀏覽

路徑瀏覽可以為設計人員提供多種瀏覽方式，基于三維模型呈現的效果性，對該工程施工項目必須從全局性、角度性、層次性進行全面瀏覽。而路徑瀏覽的最大功效就是實現了不同視角的切合與轉換，以“人物”視角為核心標準，以“觀察者”的角度看待問題。因此，路徑瀏覽是三維模型信息技術的重要突破性體現，也是該技術的精髓與特征所在。通過導入地下網管模型，實現了橋體上、下、內部與外部的全角度式瀏覽效果。進而使設計人員更加掌握與了解方案的可行性與問題性，并為決策者起到極為重要的參考作用。

4.3 橋梁三維信息構建

針對現階段橋梁施工的復雜性與高端性，本文對橋梁施工三維模型信息技術綜合運用4D模型、3dsMax、Alternativa3D等相關計算機圖形、模式接口技術，并依托橋梁三維信息數據，構建更為精準的4D可視化信息模型。具體如下：（1）通過3dsMax、Alternativa3D等進行編程繪制，并將橋梁三維模型以立體化方式展示在計算機屏幕上。同時，在該模型載體上，根據實際工程施工技術，加入進度信息、質量信息、成本信息。（2）針對橋梁主體各個結構、節點與構造的復雜程度，在其模型編程繪制中，建議在橋墩結構、連續梁結構中采用Alternativa3D，而在具體鋼筋機構主體、模板等方面應采用3dsMax進行繪制。（3）通過Alternativa3D引擎中的點、線、面進行邊形繪制與函數設置，通過具體繪制函數的套用對其橋梁各組成部件主體進行模型構建。（4）將空間坐標數據進行設置整合，即形成完整的橋梁三維信息模式。圖1為Alternativa3D引擎繪制連續梁三維模型。

圖1 Alternativa3D引擎繪制連續梁三維模型

首先，要利用Alternativa3D軟件創建一個類型庫，該類型庫主要分為資源與模型2部分，其中資源文件夾中主要以相片、文檔為主，模型文件件則以條形圖片、相關橋梁模型集成、系統展示集成、工期與網絡設計集成為主。其次，根據該具體橋梁工程設計結構，在橋梁模型集成中進行針對性選擇，該集成包含諸多橋梁對象類別，對3D橋梁模型主體構成起到重要基礎作用。例如，拱形體、圓柱體、立方體等，構件類包括墩臺、梁體等。然后，通過系統展示集成中的模型函數調取，對3D橋梁模型進行動作、視圖控制函數設置。最后，通過工期及網絡設計集成中的工期仿真與資源優化，可以對該工期最短期限提前進行優化分析，也可以通過仿真數據引用進行分析，同時根據分析結果自動生成網絡設計圖及仿真數據統計圖，為其實際工程開展起到極為重要的參考作用。

4.4 信息管理

橋梁施工三維模型信息技術具有較強的信息管理功能，該功能主要體現在對三維模型導入后的信息修改與數據保存方面，在橋梁工程模擬施工中進行會受到實際工程數據改動的影響，這些影響因素既有其必然性也有其客觀性，三維模型信息技術可以及時對其模擬信息進行編輯、修改，例如，可以對橋體機構中的下方管線與相關設施進行方位標注，這樣在實際施工過程中會有效的對其進行預防與避免，防止因盲目施工而造成的相對損壞。

綜上所述，橋梁三維模型信息技術對橋梁工程的整體建設與輔助有重要的保障作用。同時，對橋梁工程質量與施工進度的提升也有極強的鞏固作用。從上述內容可以看出，三維模型信息技術并不是單一片面的簡單流程，而是較為復雜化、結構化的科學體系，只有在實際運用中不斷發現與完善才能更好地發揮其實質作用。

5 結語

三維模型信息技術的實質是采用科學、合理的先進模式，對工程數據信息與工程施工情況進行立體化呈現，并以“模擬施工”的方式對工程開展的可行性、問題性進行評估，對橋梁工程施工的順利開展與質量保障起到積極的推動作用，也為我國整體工程施工建設的現代化體系的形成奠定堅實的基礎。