BIM 技術在橋梁工程施工階段的應用及其優勢

余擁華

（安徽升建工程管理有限公司，合肥230012）

1 BIM 技術的基本理論

1.1 BIM 技術的基本概念

BIM 以數字技術為基礎，把所有的工程信息整合起來，集成了建筑工程中所有項目的相關信息，并用數字進行描述，建立一個共同的平臺，實現信息共享和協作處理的功能[1]。將所有工程進行信息化處理，形成了一個工程的數據庫，并且都可以進行讀取，獲取對自己有用的信息。這些信息包括建筑物結構的尺寸、配筋以及材料等，貫穿于整個工程的生命周期。

工程實施前，建立一個BIM 模型，這個模型不僅可以用于設計階段，還可以用于施工階段、運營管理階段，具體到工程出圖、工程量統計、成本計算、工程方案模擬等。

1.2 BIM 的特征

一個完善的信息模型，可以能夠連接施工、管理和運營各個階段，掌握不同的數據信息，形成完善的項目信息，本文通過參考多篇文獻中關于BIM 的知識，總結了BIM 的特征。

1）模型的信息化：BIM 技術就是把建筑工程中所有的對策用參數來表示，用參數構成建筑工程中的要求，這樣信息就不會有損失，也不會變樣，保持數據的準確性。如圖1 所示為傳統CAD 軟件與BIM 軟件所包含建筑信息的比較。

2）模型的3D 參數化：三維參數化設計不同于傳統的CAD，他不是由點、線、面組成，而是由各種參數構成了建筑圖像，保持了模型傳輸的準確性，提高了模型的準確性，保證了施工的安全和穩定。

3）模型信息的完整性：模型信息都是收集工程的重要信息，然后進行整合，尤其是建筑的結構形式和材料等，對工程的運營產生很大的影響，并且運用BIM 技術，還可以實時地關注工程的進度和材料的使用情況，及時掌握工程的工期，對工程成本也有了很大的控制。

圖1 傳統CAD 繪圖軟件與BIM 軟件所包含建筑信息的比較

4）遵照統一標準：BIM 技術有共享功能，就必須遵守統一的標準，實現數據的準確傳遞。所有使用BIM 技術都是和國際接軌的，按照國際的標準執行，同時按照某種固定的形式，讀取現有的數據，并對數據進行標準化處理，準確地傳輸到下一個程序。

5）協同作業：BIM 技術實施可以提高整個工程行業產業鏈中各個環節的質量，實時地對工程進行監督，并且多行業協同作業，工程中每一個專業都互相配合，一個工程的完成，需要施工單位和設計單位的配合，供應商和施工單位的配合以及監理和施工單位的合作，需要很多專業、很多單位都參加，這就需要各個專業和單位多配合，及時地分享最新的進展，以免由于溝通不及時造成經濟損失，并且影響施工周期，嚴重時會造成一定的安全隱患[2]。

2 BIM 技術在橋梁工程施工階段的應用優勢

施工階段主要是和業主簽完合同到工程結束這段時間。但在橋梁工程項目實施中，每一個分部分項工作都有一定的施工順序，按照施工步驟開展的。對于橋梁工程，施工準備階段最主要的任務就是具有技術條件和物質條件，合理地規劃場地，安排必要的人員，并且一些大型機械進場，隨時準備施工。施工準備階段BIM 的應用主要是施工現場臨時設施規劃以及大型預（構）制件加工及運輸[3]。

2.1 基于BIM 技術的施工深化設計

深化設計就是在設計單位出具的圖紙上，結合施工的具體情況，對圖紙進行細化和補充，避免施工過程中存在的問題。在橋梁工程中，設計單位最終會出具施工圖紙，把每一個細節都畫到位、表達清楚，但由于實際情況的變化，如地基土質發生變化等，都需要對基礎進行變更。

橋梁的設計都是根據外在荷載精心計算的，如果在施工過程中不注意施工的準確性，橋梁的受力形式和傳力途徑都會發生變化，可能會發生一些安全事故，甚至會對橋體產生很大的影響，造成一定的安全隱患。一旦利用BIM 技術，將施工過程中的每一個細節都進行數據化，這樣就會大大減少圖紙交底的次數，避免由于工作不到位產生的工作量，從而降低施工效益，延長施工周期。

2.2 以BIM 技術為基礎對施工方案進行模擬

在橋梁工程施工過程中，以BIM 技術為基礎對施工方案進行的模擬就是在現場實踐難度系數較高的工藝及過程復雜的工藝等條件下，應用BIM 技術將圖紙、構件以及施工現場等制作成建筑信息模型，同時，把工藝、計劃方案等進行有機結合并把模型制作成有指導作用的演示文件，從而進行模擬施工，最終達到現場指導施工的目的。橋梁三維模型和施工方案的有效結合，制訂一些特定的虛擬環境，發現在施工過程中會存在哪些問題。施工管理人員可以根據直觀、生動的過程進行施工模擬，并在此模擬過程中針對預制構件的程序吊裝是否恰當、復雜結構的施工工序是否符合施工管理等存在的問題展開合理的探討與分析，從而完善施工方案。

2.3 以BIM 技術為基礎進行施工現場的臨建規劃

優秀的施工企業對于施工文明安全建設的追求一直以來都是施工場地標準化建設，施工單位定時地對施工現場進行管理，施工有順序地進行，可以節約施工單位的成本，提高企業的收益。利用BIM 技術，切實建設虛擬施工現場環境，管理和調整場地臨時道路和不同施工設施材料的擺放位置，增加施工的目標性。另外，還可以通過建立一些虛擬的環境運行，發現在工作中存在的問題，及時地制訂方案進行彌補，減少錯誤的發生。

2.4 以BIM 技術為基礎進行預制構件的改造與傳送

大型預制構件在橋梁工程中應用廣泛，大多工程項目在施工過程中局限于場地因素和經濟因素，一般不會在施工現場建設一些預制場地，尤其是一些大型的工程，預制構件都很大，所占的空間和質量都很大，也由此能看出運輸預制構件的困難程度，因而很多施工企業傾向于在預制構件廠商中進行定制或直接采購已生產構件。然而當前設計部門與預制構件廠商存在的主要問題是雙方缺少足夠的交流，構件廠商在生產過程中遇到的不解在通過施工企業傳送給設計部門的期間往往出現延期、誤傳以及施工企業變化等情況，這些都在不同程度上對預制構件的產品效能產生影響。BIM 技術可以為預制廠商提供很多信息，提高廠商的工作效率和準確性。首先，設計部門和施工企業依據框架協議，有權將參數變化和現狀需求通過端口的傳送給預制構件廠商，實現數據資源共享；其次，通過BIM 模型實現構件詳細資料的三維重現，這樣預制構件生產商就能準確獲得構件的信息，工作中也不會犯一些由于交流不順暢產生的誤差，從而達到企業的可視化標準。

2.5 施工實施階段中BIM 技術的應用

國內施工行業未來的發展趨勢為以信息化和精準化帶動該行業的工業化管理，倘若在施工準備階段就對施工作業模型進行建設，那么，在橋梁施工實施階段就能有效與BIM 管理技術進行一定的結合，從而做到對施工過程中的進度調控和資源改善，科學安排施工進度，及時發現問題，并制訂準確的解決方案，從而減少工程周期，節約成本。此外，將施工現場進程與優化后的施工策劃進行比較，切實做到人力、設備、材料、標準、環節的協調配置，對工程造價和施工進程進行調控，故而BIM 技術能夠幫助施工人員及時有效地發現過程中的安全和質量問題，加快建筑施工行業工業化進程速度。

3 結語

BIM 技術在橋梁工程中的施工模擬、構件運輸、造價管理和質量管理等方面發揮了巨大的作用。通過把BIM 技術運用到橋梁工程施工過程中，掌握施工中出現的問題，及時地提出解決措施。建筑信息模型化不僅可以實時地對工程進行掌控，保證工程質量和工期的完成，同時，還能夠及時地發現施工過程中存在的問題，并結合現場實際情況進行模擬光照等，經過分析BIM 技術在橋梁工程施工過程中的作用，發現建筑信息模型化可以促進建筑業的轉型，加快建筑行業規范化的進程，提高工作質量和公司競爭力。因此，發展BIM 技術，對整個工程技術的發展起到很大的促進作用。