基于BIM技術的橋梁可視化施工應用探究

黃遒

摘 要：圍繞BIM技術在橋梁可視化施工的具體應用進行探討，概述了其基本定義，從施工準備階段以及施工實施階段兩方面分析其在施工流程的運用，并對其在橋梁施工的可視化管理進行總結，以期促進橋梁工程建設信息化發展。

關鍵詞：BIM技術 橋梁工程 可視化施工

自上世紀90年代以來，我國橋梁建設進入快速發展階段。據統計，目前我國公建設公路橋梁80.53萬座。我國橋梁工程建設技術處于國際領先水平，據相關資料顯示，截止2017年，已建與在建斜拉橋主跨長度排名世界前10名中，有6座在中國。目前，我國橋梁建設中的信息化水平有待提升，研究BIM技術下橋梁工程建設對促進我國橋梁工程建設發展具有重要意義。

1.BIM技術概述

BIM技術涉及數據、過程、共享與管理四方面內容，包括數據集成技術與軟件互操作技術。數據集成并將不同來源格式的數據在邏輯上進行集中，為企業提供全面數據共享。互操作技術促使分布應用設備借助各項信息實施協調，從而達到共同的目標。傳統的CAD圖紙依賴人腦幾何處理構建建筑實體形象，在建筑實體不大的情況下可用人腦形成建筑物輪廓。而通過BIM模型能模擬建筑物實體，大大節省構建模型這一過程，促使建立的施工模型更真實、形象。在設計階段，利用模型可以直觀展現設計意圖，在招投標階段，利用可視化可與業主溝通施工方案。模擬是BIM技術最具應用價值的功能，其模擬建筑在實際環境中的操作，驗證某項活動的實施性能。通過模擬展示施工詳細過程，提高施工的科學性。

2.BIM技術在橋梁可視化施工中的運用

2.1 施工準備階段

施工準備階段指施工單位與業主簽訂施工合同到開工期間。但橋梁工程項目中，施工準備階段貫穿全過程。橋梁工程施工準備階段主要任務是為工程順利開展籌備必要的技術及物質條件，包括聯系相應供應商及分包隊伍、規劃安排施工人力資源與施工場地等。BIM技術在施工準備階段的具體應用為：施工深化設計、施工現場臨時設施規劃及大型預購件加工運輸。涵蓋了資料準備與操作流程環節。

資料準備階段的工作包括設計施工圖建筑信息模型、施工機械設備選型、相關設計規范、施工現場準備條件等。必須注意的是，BIM建模當中所應用到的材料，如二維設計圖、圖片資料和文字說明都是真實有效的，設計階段所提供的信息也需要滿足不同要求下的三維模型所提出的相關要求。三維模型的創建，需要借助于三維軟件來構建起專門的標高、坐標以及軸網等，按照提供的資料繪制模型圖。還需要滿足不同深化目標的服務需求。在對數據進行全方位分析后，對比分析構件的算量，或者需要為特殊材料制定獨特的明細表。工程算量的實施流程則是包含了不同部分，如準備模型、過濾條件，提取信息，分析相關數據等。

橋梁工程項目受地質環境等因素影響較大，大量施工臨時機械需進入現場，受施工材料、場地限制，施工方案在編制后常出現調整情況。操作流程包括收集、整理施工現場數據、完善施工作業模型，確保模型規范程度。

2.2 施工實施階段

施工實施階段指工程開工至竣工全過程，此階段主要任務是協調各方在指定時間履行合同約定全部施工作業內容。

借助BIM技術設計的橋梁施工可視化應用框架，其應用有兩種表現形式：只是建立相應的三維模型，在這個應用平臺上順利開展各項活動可視化工作；各項施工信息在三維模型上展示出來，并利用其它軟件把信息導入到相應的軟件平臺內，順利實現各種獲得可視化管理。橋梁結構比較復雜且龐大，其可視化操作流程與普通施工有一定的差別，具體應用流程見圖1。

一方面，要依據施工數據制作相應的CAD圖，順利完成繪圖工作后，技術人員根據圖紙建立相應的三維立體模型，并開展碰撞檢測，進一步校驗圖紙設計的可行性。另一方面，根據涉及圖紙信息及建立的三維立體模型，建立施工結構模型，逐步完善施工環節的布局。在上述工作順利完成后，把模型導入動態管理系統內完成施工管理工作，最終利用可視化形式將施工管理流程展示出來。與此同時，三維立體模型作為橋梁實體工程的仿真模型，如果發現問題，可選取模型為例展開分析，進一步縮小研究人員和施工人員之間的距離，提升他們的溝通效率。因為在BIM模型當中涉及到很多的信息，需要對這些信息進行篩選，從中得到有用的信息。再次，信息的提取，導出過濾后的信息，并要將信息的格式進行統一處理與分析，從而得到最終的數據和結論。

3.BIM技術下橋梁施工可視化管理

橋梁工程屬于高層復雜結構建筑，需要龐大的專業圖紙，采用BIM技術可以把所有的工程信息都集中到以模型為基礎的協同平臺上，按照圖紙來進行精細化的建模，并將工程中的各項信息都添加到BIM模型當中，并明確在不同階段不同主體應當承擔的責任。每個參與者都明白自己在BIM模型構建和應用當中應當承擔的責任，讓不同主體有機結合起來，更好地完成配合，促進BIM計劃的實施。

BI M技術在工程計量中的應用，可大大提升工作效率。以往橋梁工程計量統計中，工程造價以excel文檔形式保存使得數據孤立存在，為后期結算造成了困難。BIM數據庫覆蓋項目生命周期內所有數據，利用BIM在工程量統計建立建筑信息模型中材料與價格的鏈接，減少很多人工消耗。借助BIM技術有利于打破二維平面管理模式的不足之處，把施工進度、設備成本、人力資源等信息進行動態管理，依托4D形式展示出來，提升整個施工階段的信息化程度，確保多目標、多階段之間的更好的協調工作。

通過BIM技術開展橋梁施工可視化管理，主要功能展現在下列方面：（1）可視化交底：依托BIM構建的模型視頻借助施工管理平臺傳送至現場施工人員的手機APP終端，用于更好的指導現場施工，提升現場施工管理效果。（2）開展進度管理：建立的BIM模型與設計的施工進度計劃存在密切的聯系，并把實際施工進度和計劃進度相關聯，組成空間和時間結合起來的4D模型，做好施工進度的監督工作。（3）做好成本管理：根據制定的施工計劃與實際施工進度，合理推算資金用量及其后續資金使用量，促使成本達到動態化管理的效果。（4）開展施工模擬：對三維立體模型構建過程中，根據模型構造情況逐步優化施工方案，并涉及合理的施工流程，做好施工各環節模擬工作。（5）做好物料管理：依托二維掃描技術，依托BIM平臺把材料數據和三維立體模型關聯起來，隨著施工現場材料不斷使用，并與BIM模型展開比較，可以迅速掌握施工材料使用情況及后續需求，確保物料達到動態管理與監控的效果。（6）開展質量安全管理：依托建立三維立體模型，對現場施工過程進行模擬，便于發現施工環節出現的問題，并對極易發生安全隱患的施工點進行把控，組成更為完善的施工方案，提升橋梁工程施工質量及安全性。

4.結束語

綜上所述，BIM技術已經在工程建設行業得到廣泛的使用，其依托三維信息技術，集成項目不同階段的信息構建相應的三維信息模型，更好的完成項目規劃、設計、施工等方面工作，促使項目施工環節均在可視化條件下展開，提升整個工程的質量和效率。

參考文獻：

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[2]王蒙，李軍華.BIM技術在橋梁工程施工階段的應用[J].公路交通科技（應用技術版），2018（10）：61-64.