BIM技術在道路橋梁施工管理中的應用

廖金龍

摘 要：隨著我國經濟的高速發展，城鎮骨架逐漸強壯，交通路網不斷完善。交通是城鎮生產、生活的動脈，因此社會發展對交通的依賴與日俱增，交通也在飛速發展。隨之而來的是道路建設中各種復雜建筑物，各種結構、造型的橋梁工程越來越多，因此對道路橋梁工程施工要求越來越高，橋梁施工細節性問題越來越多。針對傳統道路橋梁施工管理難度大、發現問題不及時、無預判性措施等問題，可以將BIM技術應用到道路橋梁施工管理中，通過建筑管理信息模型分析，發現工程管理中易出現的問題，及時解決，保證工程質量，提高效率，節約成本。基于此，文章探討了BIM技術在道路橋梁施工管理中的應用，希望對我國道路橋梁施工管理事業發展起到促進作用。

關鍵詞：BIM技術;道路橋梁;施工管理

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.011

無論是城市橋梁還是公路橋梁，橋梁工程建設較其他一般工程，結構更為復雜，施工工藝更為繁瑣，施工環境更為復雜，施工難度及工程投入更大，導致橋梁施工管理工作顯得更加重要。可合理利用BIM技術，使管理更加智能，措施更加實用，預判更加超前，提高工程施工效率和管理水平。通過構建準確的BIM三維模型，可以及時發現施工中的各種問題，優化工程建設方案，編制合理施工組織設計，降低施工風險及安全隱患，保證橋梁工程順利實施，確保項目建設的安全性和經濟性。

1 BIM技術含義和關鍵作用

BIM技術又被稱為建筑信息模型技術，直接集成現代化信息技術、數字建模技術和三維處理技術，建立BIM模型，可以實現工程設計的可視化。由于BIM技術具有可視化特點，其在具體應用中可以直接構建三維立體模型，實現工程設計的全面覆蓋，提升工程設計的可視化效果[1]。BIM技術應用非常全面，不僅可以在工程設計中應用，而且可以在工程施工管理中、施工質量檢測、施工進度管理等方面應用，全面提高工程管理效率。

1.1 碰撞測試

基于工程施工圖紙，構建細化的施工模型，讓不同部位細部構件都可以顯示在計算機中，讓設計人員掌握各種工程設計細節，通過開展碰撞檢測工作，發現工程實施中可能會出現的問題，及早預判，及時制定出合理的解決措施，避免重復施工和盲目施工，造成人力財力的浪費。

1.2 動態模擬

基于BIM模型全面論證系統運行，動態模擬重點施工環節，并根據模擬效果進一步優化和完善設計方案，確保設計方案的可操作性，掌握工程作業的相應時間節點和具體工作，把握工程施工作業的難點和重點，保證設計方案的可行性[2]。

1.3 工程量計算

工程量計算是BIM技術應用的重要組成部分，技術發展相對比較成熟。以往在工程量計算過程中，大量工作需要手工完成，工作效率相對低下，重復統計和漏計時有發生。通過BIM技術的應用，可以將各種數據信息直接存儲到數據庫中，計算機直接負責各種數據的提取，省去了人工復雜操作，進一步保證工作效率和工程量的準確性。

2 道路橋梁工程施工管理難點

2.1 涉及范圍比較廣泛

橋梁工程在施工中要與工程建設的其他專業銜接，如橋梁接隧道、橋梁高邊坡，或者橋梁建設時會與其他輔助工程或者附加工程共同作業。因此，橋梁工程涉及專業領域相對較廣泛，工序較復雜，建設中使用大量的機械設備、施工工藝和各道工序的施工組織方案，導致施工管理工作開展難度相對較高[3]。

2.2 設計意圖不能得到準確表達

工程實施階段，建設單位要全面把控項目，結合設計圖紙對各種潛在的因素全面考慮，然后作出相應決策。設計單位應認真全面做好圖紙技術交底工作，傳達設計意圖。施工單位盡快領會設計意圖，落實項目實施重點、難點，并編制切實可行的施工組織設計方案。由于橋梁工程的復雜性、工序多樣性、設計意圖傳達不準確性、操作靈活處理性，導致工程管理難度加大，施工進度與質量難以保證，設計意圖不能得到準確表達，造成項目成果與設計意圖不符。

2.3 施工組織難度較大

橋梁工程一個顯著特點就是構造精細，工序繁瑣，施工環境相對復雜，施工進度難以控制，易受不良地質、氣候因素、運輸條件、上一道工序等影響，此外，由于不同施工工序，使用施工工藝和機械設備存在差異，導致施工組織難度較大。

3 BIM模型搭建

3.1 多視角可視化

通過對BIM技術的使用，可以對各種構造及細節的可視化處理，加強構件、模型與工序之間的互動和反饋。通過對建造過程的可視化處理，使建筑構件全方位展示，對開展道路橋梁施工作業、圖紙技術交底工作起到輔助作用。

3.2 多方協調合作

由于道路橋梁結構造型較其他建筑物更為復雜，跨專業領域對接工作頻繁但不易交流。通過利用信息模型的協調服務功能，可以為相關專業構建相應的技術協作平臺，共享各種數據模型，保證不同階段建設信息的共享，避免不同專業之間的溝通障礙[4]。

3.3 多元模擬優化

各種BIM模型不僅是視覺構件，還具有功能性特點，可以通過BIM模型模擬道路橋梁施工場景，并通過相應優化工具，系統處理各種復雜問題，并在此基礎上完成相應的施工組織設計。

3.4 多個參數驅動

BIM模型各種圖元都存在較大的關聯性，對模型任何一處的修改，與之關聯部位作出相應調整，快速輸出各種圖紙及方案。通過模擬可以提前預判各種錯誤，及早優化方案，避免在施工中出現嚴重偏差。

4 BIM技術在道路橋梁施工管理中的具體應用

4.1 BIM技術在工程設計階段中的應用

在工程設計階段，BIM技術可以通過三維模型全程建模工程項目或土建設備，利用碰撞檢測功能，減少施工中可能出現的碰撞點，發現各種碰撞問題，及時采取解決措施，做好相關記錄。通過向技術人員反饋，提高工作效率。

例如，將BIM技術應用到實體設計中，對各項數據開展驗證和整合工作，實現多維曲線設計，以立體形式展示。通過應用BIM技術，還可以對復雜模型的每個單元開展三維模型分析。

S橋梁施工參數如表1所示。

4.2 施工前的應用

道路橋梁施工前可構建三維模型，科學處理與安排可視化技術的應用，開展必要的碰撞試驗和設計優化。由于道路橋梁工程施工的特殊性，施工環境相對復雜，施工工藝煩瑣，導致項目建設中未知問題多。

當前，橋梁工程模型各式各樣，參數數據差異較大，各種構件參數信息是完成碰撞檢驗的關鍵信息。通過應用BIM技術，檢驗和模擬機械之間、操作之間的碰撞情況，及時發現問題，采取優化措施，避免碰撞情況發生。此外，還可以對現場車流量進行輔助分析，合理調整施工現場布局，避免施工中出現混亂情況。同時，利用可視化三維模式構建必要的施工模型，為后期施工階段現場工序合理安排提供依據[5]。

4.3 BIM技術在橋梁施工中的應用

4.3.1 質量管理

通過對BIM技術的應用，可以讓相關人員通過各種移動終端開展工程質量控制。先在模型中輸入各種信息與數據，通過各種分布式云平臺技術，對技術標準、施工方案及相關規范的查詢提供更加便捷的支持，讓工作人員利用移動終端接收數據模型，提高信息傳遞的有效性，提高施工質量管理效率。工程現場的監理人員可以將發現的工程問題通過移動終端取證和相關數據上傳，避免再次回到現場取證，確保處理各種問題的時效性。

4.3.2 進度管理

通過對BIM技術的應用，參照各種工程圖紙及現場情況，還可以建立3D模型。模型能直觀性查看工程工序效率、準確性和完整性，同時讓模型中的數據與實際施工建立必要的聯系，為工程進度管理創造更好的條件。通過3D模型可以更加準確定義各種施工作業面，讓施工人員更加準確把握當前的作業進度，對各種工作任務及時調整，保證各種工作效率。

4.3.3 成本管理

通過將BIM管理引入到工程管理中，可以動態化完成成本管理工作，實現工程施工成本預測、控制、核算等工作。BIM管理是建立在BIM技術之上的，根據施工環境實際情況，建立人才成本管理數據庫，在短時間內提取出施工材料、人工、機械設備成本清單，保證工程認定和結算工作開展效率。

例如，S橋梁工程施工中可以完成如下幾個方面的控制工作：第一，可以直接利用BIM技術開展施工，施工前模擬S橋梁拱腳，保證工程施工的有效性，在更大程度上提高工程施工效率;第二，利用BIM技術對下錨塊部位進行施工，讓下錨塊的定位變得更加精準，提高下錨塊部位的施工精度。

拱腳施工技術流程示意圖如圖1所示，錨塊設計示意圖如圖2所示。

4.4 施工后的應用

當前，施工企業在橋梁施工作業時，往往比較重視工程施工進度和成本，對施工質量管理工作不夠重視，各種工程質量驗收工作沒有到位，存在較多安全隱患。由于道路橋梁的特殊性，工程質量和安全尤為重要。為及時掌握各種部位的質量信息，可以通過BIM技術建立細部結構質量信息庫，對于各種進入到工程現場的采購構件進行質量信息登記工作，包括構件生產具體廠家、型號、性能要求、安裝要求、具體質量負責人或公司等，一旦在后期使用中出現嚴重的質量問題，只要調出構件的代碼，就能掌握構件的基本信息施工負責人，及時開展追責工作。

5 結語

隨著時代的不斷發展，對道路橋梁工程施工管理，提出了更高的要求。對于當前管理中出現的問題，要引起足夠的重視，認真分析各種問題發生的原因，然后及時采取有針對性的措施。將BIM技術合理應用到工程管理各個環節中，通過模型分析，及時發現工程施工中可能出現的問題，調整施工方案，優化施工組織設計，確保工程順利實施。

參考文獻

[1] 李廣毅，肖啟濤.道路橋梁施工管理中BIM技術的應用[J].居舍，2018（27）：22-23.

[2] 任永明.BIM關鍵技術在道路橋梁施工管理中的應用[J].四川建材，2019（6）：194-195.

[3] 龍波，彭欣，侯澤群.荔浦至玉林高速公路工程全要素對象BIM協同設計與施工管理[J].土木建筑工程信息技術，2019（2）：85-90.

[4] 張有軍，程永志.淺談BIM技術在高速公路施工中的應用[J].公路交通科技（應用技術版），2019（4）：308-310.

[5] 張昱.BIM關鍵技術在道路橋梁施工管理中的應用研究[J].工程建設與設計，2019（17）：260-261，267.