基于BIM的大跨度桥梁PHM系统研究技术与应用

严先辉 南充职业技术学院土木与建筑工程系 四川南充 637000

一、BIM 技术的发展概念

（一）BIM 技术应用大跨度桥梁工程的内涵建设

随着高速建设的迅速，与BIM 应用的操作要点相比，运行里程大大增加。分析了BIM 技术在大跨度桥梁工程中的应用效益。以大跨径桥梁建设为主体，对运营安全保障、运营质量改善和基础设施运营状况提出了更高的要求。以大跨径桥梁为代表的高速基础设施的状态控制，主要通过常规验证试验、专项长期监测、定期综合检测车和人工检测相结合来实现，以深化设计和改进方案。对复杂立体结构病害描述繁琐，将BIM 技术实际应用在大跨度桥梁施工阶段过程中，海量监测数据难以直接指导大跨度桥梁的检修，辅助分析河床地质的临时结构、验算受力等问题的可行性解决方案，各类监测检测数据关联程度低，

（二）BIM 技术对大跨度桥梁工程建设意义

以BIM 为核心的信息技术在工程建设中得到了广泛的应用。BIM 是建筑信息化的模型技术。国家工程建设管理平台已覆盖48 个建设单位，主要采用计算机信息技术。202 个工程项目，结合建筑工程相关信息的数据模型，大大提高了工程建设的质量和管理水平，改变了工程设计与施工识别的特效数字表达方式。以全生命周期概念为内涵的BIM 技术为运营维护周期的延长和应用提供了条件，有效地获得了BIM 相关领域集成的先进理念。基于桥梁结构主动维修的概念，应将传统的大跨度桥梁行业逐步注入新的动态技术，并结合建筑大跨度桥梁工程的数字化表达方法，开发基于BIM 的PHM 运营维护管理系统。

二、基于BIM 技术在大跨度桥梁PHM 系统施工的应用研究

（一）基于BIM 的大跨度桥梁PHM 系统设计

BIM 技术对于大跨度桥梁工程的施工具有重要意义.总体框架是适应信息技术的发展，满足多层次应用的需要。PHM 系统应支持局域网(C/S)、广域网(B/S)、移动互联网(M/S)、云服务等。它也保证了新技术在建筑业的发展和应用。考虑到系统功能和使用方法的灵活部署，分析和总结了BIM 技术辅助建设的成功案例、相关业务流程和业务编号。

（二）大跨度桥梁工程项目规模的系统特点

基于BIM 的PHM 系统具有1：1 的开放性、开放的技术框架、对施工质量和质量要求的不断提高、插入式框架的发展，大跨度桥梁结构的形状设计方向也逐渐多样化和形式化。系统可以微服务RESTful 的形式调用每个模块，并可以独立运行。许多新的设计理念已经在国内外纳入这一领域。各模块集成为一个有机的整体，给大跨度桥梁的施工设计人员带来了巨大的挑战。该系统可以在后期不断集成和扩展。该设计需要时间短、质量高、工艺美观、结构流畅、重量轻、耐用、节约整个建筑耗材等要求。大跨度桥梁的施工质量设计是为了满足不同服务水平的管理要求。BIM 技术的应用可以很好地解决这些问题，使用户使用起来更加方便。对大跨度桥梁工程的设计理念也有很大的好处，减少了施工误差。基于BIM 的桥梁运营与维修模型，有效地推进了大跨径桥梁的施工项目。建筑施工成本节省20% 以上，BIM 技术设计可视化管理和显示，结合日常管理和维护业务流程，减少了返修和更换工作，建立了大跨度桥梁病害库，明确了病害类型和恶化程度，提高了BIM 技术人员和施工人员的工作效率和效率。

（三）基于BIM 的大跨度桥梁PHM 系统关键技术

首先，对构件分类和IFD 分类编码构件分类，对应于梁用于湿式接缝和横向隔断施工项目，构件分类是合理划分桥梁结构( 模型组织结构)。根据BIM 模型和CAD 绘图的精度统计，预制小箱梁的体积略大于CAD图，不仅要遵循桥梁本身的结构体系，而且通过BIM 模型的平坡放样或精确放样表明BIM 模型的体积略大于CAD。用BIM 模拟横向斜率和横向隔断也是正常的，特别是针对目前高速桥梁和隧道建筑，水平隔板的体积略大于CAD，特别是与目前的高速桥梁和隧道施工相适应。BIM 模型更实用、更可靠。由于钢结构工程的运行维护管理对象和施工阶段目标不是一一对应的，因此有必要根据北西匝道对钢结构工程的计算量进行重组或分解。为了保持与操作维护规程的一致性，采用BIM 钢结构CAD 图形进行尺寸计算。

其次，BIM 模型PHM 系统以桥梁运营维护BIM 模型为载体，可视化技术动态、安全地模拟施工，实现设计、施工、运行维护阶段不同来源的数据关联，通过BIM 模型技术对施工单位实施可视化技术设计高效的底层工作，应建立适合桥梁运营维护的BIM 模型，并及时解决问题。所要考虑的关键环节是1：1BIM 运行维护模型单元的几何精度和信息深度等级，避免了浪费，具有施工方案的实用性。根据构件的分类对BIM 模型进行整体划分，BIM 技术在工程设计中的应用，有效地加快了施工过程。为了提高建模效率和模型的可变性，有效地控制人员、材料、机械和资金的使用，对构件进行分类编码是基于对某一类构件的属性或特征的区分，从而提高大跨度桥梁项目质量的竞争力。

三、小结

BIM 技术随着应用于大跨度桥梁设计阶段的建模和模型提取计算分析。故障预测和健康管理是目标。大数据分析和状态模型构建是调整和修改模型设计方案的核心技术，使大跨度桥梁PHM 系统具有丰富的内涵。使其快速化是一种有效的手段和工具。本文设计了PHM 系统的功能框架，并利用BIM 模型获得了精确、快速的工程量提取的精度和效率。