BIM技术在桥梁工程施工阶段的优化应用

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400041)

一、引言

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的英文缩写。其定义为：BIM是一种基于三维数字技术，以交互且可复用的形式生成、存储、交换、共享和管理建筑信息的数据模型，是信息通信工程的连续和准确的整个生命的可视化实现。

本文通过参考多篇文献归纳总结出了 BIM 的几个基本特点：

①模型的可视化：BIM突破了CAD等软件的点、线和面等几何元素的各个组成部分信息，提供了一套视觉思维，形成了一个真实的三维图形展现在人们面前。

②模型信息的完备性：模型包括对信息的整个生命周期各阶段的完整说明，如结构的设计阶段、施工阶段、运营阶段。

③通过在模型对象中关联相关信息并对其进行识别，可以总结出模型中的所有信息：该系统可以自动组织和分析信息，并存储在信息库中。

④模型信息的一致性：在建筑项目的全生命周期的各个阶段中，模型的信息是一致的。当重复输入相同的信息时，系统会自动识别重复，不会导致信息库冗余过多，使其在各个阶段保持信息的一致性。

⑤模型信息的优化性：通过BIM技术建立的信息库，可以优化建设项目从设计、施工到运营管理的信息。

⑥工作协同性：在建筑业中，无论是施工单位、设计单位还是业主，都要尽力配合和协调工作。BIM技术是提高工程管理效率和质量的重要工具和手段。在设计阶段，BIM可以建立在专业建设预碰撞检测，发现问题并解决它；在施工和运营阶段，BIM为各方参与设计施工的要求，施工方、监理方、业主提供详细的数据和信息，方便看到的信息交流与沟通，促进协同工作。

根据以上6种特征，利用BIM技术建立了利益相关者的可见信息模型，得到了设计、施工、运营阶段、建设项目全生命周期的全部信息。BIM技术将被成功地用于建设项目中，不仅可以提高项目管理的效率，减少返工量，缩短施工周期，而且通过集成信息模型，构建资源共享平台，提高项目的工作能力，以避免由于沟通不足的错误，降低成本，提高生产效率，提高工程管理水平。

二、BIM在桥梁工程施工阶段优化内容

桥梁工程施工优化的主要目的是针对桥梁设计的复杂性、预制构件多等特性，确保施工方案的可行性，提高施工效率和管理水平。施工过程优化将依据上述建立的 BIM 模型以及施工规划信息等，通过可视化的过程模拟，分析施工工序、进度计划、资源配置等可行性，进而不断改善施工方案。

(一)施工工序的优化

工程施工过程中，相关人员使用BIM技术，相应的模拟施工实际和施工过程。这就可以使施工人员充分的了解施工结构以及施工工序的合理性和与构件的吊钟程序的合理性进行分析。如果发现其中有问题，需要对施工方案进行及时调整，然后在进行模拟，在施工之前制定科学有效的施工方案，这就在一定程度上保证了施工的顺利进行，并且为工程施工的质量提供一定的保障。

(二)施工进度的优化

利用BIM技术进行项目施工的模拟，可以对三维模型进行科学规划和集成，以时间作为基础行为维度，进而模拟施工利用这样的方式，可以以时间为单位，进行施工的模拟，并结合现场施工情况，对工程情况进行调整，进而进行不同施工方案的调整。

(三)施工管理的优化

这在很大程度上对传统管理思想做出了相应的改变，并且从被动转向主动，这就降低了施工过程中问题的出现率，进而使现场施工更加简化。同时，通过这样的方式得出的可视化施工过程，可以帮助相应的管理人员对真实的施工做出科学指导和管理，从而使施工人员对施工具备较深的理解，减少管理的工作内容。

三、BIM在桥梁工程施工阶段中的具体优化成果

基于上述建立的 BIM 模型和项目进度计划信息，对施工过程进行了详细模拟。首先进行了初步模拟，即根据初步的施工规划和初步建立的 BIM 模型进行施工过程模拟。然后，基于项目人员的建议进行了多次模拟，并获得了认可的施工工序。其次，在施工进度计划细化以后，基于更新的 BIM 模型进行了多次模拟，并获得了最终的构件安装方案。通过模拟，项目的施工进度规划提供了强有力的支持，并可用于工人施工操作、安全培训，这为施工顺利进行提供了保证。

(一)关键节点工序优化

利用 BIM 施工仿真技术进行重要节点施工工序演示，从而利用预演合理安排施工顺序，指导关键节点施工模拟。例如承台施工过程的仿真，可以确定混凝土浇筑时机，排除预埋件与钢筋碰撞情况的发生。

(二)工期安排与优化

既要保证工程质量又要控制工期，往往是施工中面临的巨大难题与挑战。因此，借助施工仿真合理的规划工期，进行预演，有着重要的意义。将作业合理地铺开，最大限度地发挥人员、施工机械以及材料的配合。需要控制浮吊站位，减少对河道通航的影响。要求工期方案制定需要合理的协调好以下几方面:①各钢梁节段的吊装、焊接、滑移; ②各钢塔节段的吊装、焊接; ③临时钢管桩、拼装平台与滑移轨道梁。

四、结语

BIM通过在完备模型准备的基础上，对施工过程进行有效的仿真模拟，能够合理地安排施工顺序，指导关键节点施工模拟; 通过协调各工序占用资源情况，优化了工期，解决了工期进度安排问题。

由此可见，BIM可以为桥梁工程设计和施工提供有效支持。随着 BIM 理论和技术的不断推广，BIM 在土木工程中的应用也越来越广泛，从而来提高其工程质量、工作效率和管理水平。

本文旨在讨论桥梁工程施工阶段中遇到的具体问题及通过BIM优化来解决，设计阶段和运营阶段请观者具体参照其他文献。