基于BIM 技術的橋梁病害監測與養護研究

羅忠寶 楊 健

（中邦山水規劃設計有限公司，吉林 長春 130117）

橋梁的建設可以有效緩解城市交通的擁堵，要想促進橋梁建設穩定發展，提升其工程質量，就需要施工人員做好橋梁病害的防治和處理工作，做好橋梁的養護加固工作，延長其使用壽命。

1 BIM 技術

BIM 是信息化技術中的典型應用，標志著基礎設施建筑領域大數據時代的到來，BIM 指的是依據建筑施工項目中的各項信息數據進行三維建模，對建筑結構的全壽命周期進行全方面的綜合管理和協同操作，是對建筑施工項目物理特征及功能特性信息的數字化轉換和可視化表達。

2 BIM 設計技術的特點分析

1） 模型信息具有完備性：BIM 技術可以詳細描述工程中的邏輯關系，并采取3D 幾何信息來分析工程結構，主要包括構件名稱、工程邏輯關系、建筑材料及結構類型等。

2） 模型信息具有一致性：在信息模型中輸入與建筑結構相關的同一項信息時，不需對其進行多次輸入，信息模型可以實現對這些信息的自動演化和修改，同時也可以對二維圖紙進行修改，為了保持工程圖前后的信息一致，只需修改工程圖中的一些標示。

3 橋梁常見的病害

3.1 基礎的不均勻沉降

當橋梁地基受力出現不均勻的現象，有很大的概率會出現基礎沉降現象。如果基礎沉降狀況不是很嚴重的時候，可以暫且不采取相應的措施，但是倘若基礎沉降進一步演化發展比較嚴重時，必須對其采取系列措施從而降低該現象對橋梁結構造成的損害，尤其是橋梁結構的地基環境是軟土的時候。因此在橋梁投入運行過程中，檢測橋梁基礎沉降工作極為必要，在檢測過程中也要根據所出現的各種現象找到最為合適的對策。

3.2 墩臺病害

作為橋梁基礎與上部連接的重要因素，墩臺能夠傳遞來自橋梁上部的壓力，以橋臺部分為例，橋臺主要是承擔來自橋臺周邊土壤所帶來的水平壓力。正是由于橋墩，能夠高效連接橋跨結構，因此是否對橋墩展開日常的監督與控制，對于橋梁的上下部分結構將產生極大的影響。因此，為盡可能的延長橋梁結構的使用壽命，必須對橋墩結構予以高度的重視，確保該結構具備足夠的負載力，倘若橋墩負載力不夠很可能將造成橋梁傾斜甚至引起橋梁結構的倒塌現象。因此在針對橋墩施工的過程中，必須重視其橋墩的成分，主要是以鋼筋混泥土為主，在此基礎上加上相應的磚石。簡而言之，橋墩結構之所以會造成橋梁存在各種病害主要就是由于其承載能力存在問題，又或者是施工過程的后續階段存在著不同程度的開裂現象。其中最為典型的病害，是由于鋼筋外漏并存在著不同程度的腐蝕現象，長此以往將導致鋼筋的變形或者不牢固，因此為避免減少該問題對橋梁造成的影響，應該及時進行排查，在該現象出現的初期及時對其進行修補，以免造成更大程度的影響。

3.3 橋梁裂縫

施工過程中，施工人員不具備專業技術能力或者建筑材料使用不規范等問題都會導致裂縫問題。如高溫天氣會使一些建筑材料的性能發生改變，導致橋梁結構密實度不夠而產生裂縫；材料配比不準確，從而降低橋梁的荷載能力，使路面產生裂縫；橋梁建設完成后，長期承受過重的車輛行駛荷載，造成橋面磨損嚴重，也會導致裂縫病害的出現。

3.4 鋼筋銹蝕

為保證橋梁建筑結構更加牢固，施工過程中普遍使用鋼筋來穩定橋梁。如在施工中操作不規范，使鋼筋長時間大面積與空氣接觸，造成鋼筋生銹腐蝕，這樣將影響到橋梁的荷載能力。鋼筋銹蝕會造成其表層附著較多氧化物，當氧化物體積逐漸擴大，會使橋梁混凝土結構出現裂縫，進而嚴重影響到橋梁的使用安全性。

4 BIM 技術在橋梁施工中的應用

4.1 BIM 技術可以實現橋梁施工中的多角度協同應用

橋梁項目在施工過程中涉及到的參與方包括建筑單位、設計單位、施工單位、監理單位、材料供應商等，因此多方之間的溝通協調就容易效率低下，影響整體施工項目建設進度和費用。BIM 可以通過統一的建筑項目管理系統，甚至是大數據、云計算等新興技術及網絡的多方協作，及時整合各方信息和相關數據，達到多角度協同的作用，實現海量數據的高效歸納、分析和利用，提高工程量統計效率和準確性，進一步影響項目管理決策，為項目材料采購和備料提供依據，進而實現成本管理目標、進度管理目標及質量管理目標等。

4.2 BIM 技術可以降低橋梁施工中的安全隱患

BIM 技術在橋梁施工中可以通過仿真模擬其中的重點、難點工程實施過程，降低安全隱患。如在橋墩墩身施工中的模板吊裝，高空作業時模板會有一定的自由擺動幅度，該幅度就是安全隱患區域，而通過BIM 技術的仿真模擬，可以確定該危險區域具體范圍，進而調控原設計中的三角支架平臺寬度，為工作人員的安全提供保障。再如在某大跨度鋼管混凝土拱橋的施工過程中，對硬性的位置沖突現象進行檢測，及時調整和變更設計方案，多次模擬直到結果合理可行，避免后期施工內的返工問題及工期進度延誤問題，進而更好的實現設計者的設計意圖。

5 結語

橋梁工程的投資規模都比較大，而且施工周期長，在施工過程中會出現許多因素影響到工程的施工質量。在進行道路橋梁施工管理中應用BIM 技術，可以用其信息技術和計算機技術收集道路橋梁施工的有關數據信息，并且通過建立的數據平臺和虛擬模型進行施工管理，為管理人員提供真實可靠的數據參考。