BIM技術在橋梁施工中的應用初探

周曉飛

（合肥市公路橋梁工程有限責任公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

BIM技術在建筑行業發揮著重要的價值和作用。在美國國家標準（NBIMS）中是將BIM定義為以三維數字技術為依托，提供多方面資源共享平臺，集成現實工程數據模型，實現實體項目與功能特性上數字方面的表述。BIM技術可以為建筑信息模型以提供有效地應用，能夠成功的將實體建筑相關功能用數字直觀的表達出來，因此該項應用技術在其誕生之后便不斷地發展壯大。隨著國民經濟的不斷發展，BIM技術逐漸在我國的建筑行業廣泛應用。

1 BIM技術概述

BIM技術具有單一工程數據源，能夠實現工程數據的多方面的表達，在橋梁施工中作用不容小覷，在一些發達國家已被廣泛的應用和推廣，具備以下五個特點：①實現信息的可視化。通過BIM技術實現橋梁施工建筑的相關信息的可視化，能夠有效地促進工程項目的形象化的發展，通過針對性直觀展示施工各種各環節的關鍵信息，最大化確保施工方案的針對性以及工序的規范性，有效地避免因人工因素產生的質量隱患；②實現信息的協調性。有效地降低各個階段的“不兼容”，促進各階段協調進行，便捷合理更改施工方案的不足之處；③實現信息的模擬性。實現施工過程的三維動態性，實現多維度的信息模擬；④實現信息的優化性。充分實現模型信息技術和施工方案的優化性；⑤信息輸出性。有效地實現BIM模型相關信息的輸出。

2 BIM技術在橋梁工程中的價值和優勢

現代橋梁工程為了提高施工效率、節約成本，經常用到BIM技術，不僅能實現設計協同化和參數化，還能實現對橋梁建筑最大化的結構設計，避免不必要的返工環節，不但能夠最大化降低成本，縮短時間，又能保證施工的效率。這種模式的應用，能夠最大化提升構建的模塊化，使施工方案在評審中更加的直觀，進而提高工程造價的精確性。在橋梁工程中利用BIM技術，能夠讓業主直觀地得到建筑的相關數據，有效地節省時間成本，有助于橋梁工程的創新。BIM技術的應用能夠直觀化串聯整個項目的施工過程，實現信息交流和共享，促進整個施工項目的先進性等，方便工程及相關設備管理與維護。BIM技術能夠幫助工程運營管理單位實現對竣工項目的管理和維護。總而言之，BIM技術使得整個橋梁施工過程更加便捷性和可靠性。

3 公路橋梁建設中在各個方面BIM技術的具體應用

3.1 在公路橋梁設計階段的應用BIM技術

BIM技術的使用能夠讓人從傳統的二維設計過渡到三維設計來構建公路橋梁，利用BIM建模軟件能夠直接實現結構的三維設計，并且還能為建筑場地生成二維施工文檔。BIM模型與傳統的三維模型是不同的，它是一種囊括公路橋梁生命周期各個方向（例如設計、施工、管理、維護等）信息的信息模型。因此，建模階段必須確保所創建模型的準確性。

3.2 橋梁施工數據的管理

橋梁施工是一項長期工程，在施工過程中會產生大量的數據，需要相關單位做好數據的收集、整理、分析與存儲工作，不僅有助于各施工單位相互配合開展施工工作，還為后續橋梁施工提供重要的數據支持。在橋梁施工中應用BIM技術，可以基于橋梁數據安全管理需求，搭建數據管理平臺，有效地進行橋梁施工數據的收集、共享與存儲，為各施工單位溝通提供便捷途徑，從而提高各施工單位之間的配合效率，有助于加快橋梁施工進度。

3.3 在橋梁建設中BIM技術可以實現多角度合作

橋梁建設在實施中是需要多方的參與者。因此，各方之間需要溝通和協調，BIM模型可以通過集成各方的新興技術（例如建筑項目中的管理系統、各方大量數據和云計算功能）實現了多邊合作，將各方信息和所有數據進行及時整合，從而有效地導出和分析海量數據。

3.4 BIM技術的橋梁加固施工

模擬性是BIM技術的重要特性，其不但能夠模擬橋梁加工前后的模型，同時也能夠對橋梁加固施工工藝進行4D模擬，直觀地體現施工界面、順序，制定出合理的橋梁加固施工方案，起到控制與調節作用。由于橋梁加固工程場地環境的復雜性，還有一些橋梁加固施工技術要求較高，導致橋梁加固施工項目管理變得較為復雜。為了解決這一現實問題，對橋梁加固施工中體外預應力加固工藝進行BIM模擬，以便提升施工水平與效率。具體而言，進入Revit操作界面，基于橋梁加固的施工內容如建筑構件模型、施工環境等元素構建施工模型，選擇Synchro4D軟件整合BIM模型，對體外預應力加固工藝進行虛擬施工，從而更好地解決施工空間上各類構件位置關系，并運用Lumion軟件將虛擬施工進行媒體化展示，以促使橋梁加固施工朝著數字化建造，打造符合工程實際的施工方案。

3.5 基于BIM的橋梁信息化檢測

基于BIM的信息化檢測成本項目與橋梁信息化檢測基本一致，BIM作為新型智能技術，其對開發、培訓的要求較高。基于BIM的信息化檢測提升了檢測的規范化、高效性，實現了病害的三維可視化表達和橋梁全生命期的信息化管理。從檢測成本的角度看，BIM的應用會增加相應的經濟成本，但BIM技術在實現工程現代化精準管理的過程中，可以高效把控工程質量、降低建設成本、完善運營資料、保障信息及時。因此，推廣BIM獲得的經濟效益最大。BIM技術可從技術上支持并推動更綠色高效的建筑業發展模式，將我國建筑業由傳統的高能耗、高污染的發展模式轉為低能耗、低污染的發展模式。

3.6 BIM技術+FEM軟件相結合

目前，在進行公路橋梁施工中，我們已將BIM與FEM軟件相結合，能夠提高橋梁施工數據分析的準確性，這些重要的數據可以為調整橋梁施工計劃提供支撐。FEM技術其實也是一種計算方法，隨著計算機的發展而出現。BIM+FEM軟件的組合可與第三方網格軟件配合使用，或使用Python、C++等編程語言進行輔助開發，以開發與領先有限元分析軟件的透明接口，并實現橋梁施工數據模型的無損傳輸。

3.7 安全數據管理

在BIM技術應用中，通過安全數據管理平臺，可實現對橋梁施工過程中產生的大量數據進行有效的共享和管理。通過該數據管理平臺，橋梁施工的各個參與方可及時掌握各自所需的數據，為各方的決策提供準確的數據支持，實現科學有效的安全數據共享，能更好地指導橋梁施工階段的工作，從而避免由于施工階段信息數據不共享、管理混亂或分析出錯導致施工事故出現。

4 公路橋梁建設中對BIM技術應用價值最大化措施

BIM技術基于以信息技術為核心的三維數據信息模型。BIM技術的出現為道路橋梁行業數據提供了支持（或接口），該數據在道路橋梁的規劃、設計、施工和維護階段得到維護。但是，盡管道路橋梁的BIM應用是在整個生命周期中完成的，但每個橋梁都是一個信息孤島，不能生成大量數據，也不能充分利用。現代工程中互聯網技術結合了BIM技術，可以連接信息孤島、創建后臺數據庫、組織大量信息并將其存儲在專用服務器或云平臺上。根據路政總署、設計方、施工方、維修方、檢測方、有關設備生產企業等的不同需要，建立自定義戰線，利用云計算功能對后臺數據庫中的所有數據進行準確分析，并及時將其傳遞給那些前線的所有相關方，以滿足各方的不同需求。另外，還可以向高德地圖等其他地圖提供者提供已建立的三維數據信息模型，助其繪制出高精度的三維地圖，并為公路橋梁建設中的空中勘測等新技術提供服務。

5 結語

簡而言之，與靜態二維平面管理不同，BIM技術的應用使橋梁的建造更加簡單方便，同時其操作更符合標準。目前BIM技術在我國的許多領域都得到了廣泛的應用。就橋梁建設而言，這仍然是一個初步階段。BIM技術仍在開發中，在不斷發展創新過程中，需要整合和開發BIM技術和海量數據等技術，將BIM技術優化為新興技術，如“BIM+”，這無疑將大大有助于中國的橋梁建設技術和管理。