BIM技术在桥梁工程中的应用

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

桥梁工程是建筑行业的一部分，作为交通建设项目的关键控制项目，在设计，施工和运营阶段比一般建筑要困难得多。与此同时，桥梁工程的结构设计仍然依赖于二维CAD图纸，大多数施工过程和后期运营管理属于不同的部门，每个阶段相对独立。建筑信息模型(BIM)是一种信息化建模方法，它解决了桥梁工程建设中的不足。BIM技术可以有效地协助建筑工程领域的信息集成，交互和协同工作，并在建筑生命周期管理概念的背景下迅速发展。

一、BIM技术的特点

BIM技术的普及标示着基础设施建设范畴大数据时代的到来。通过在建设项目生命周期的各个阶段整合信息，可以通过BIM技术建立完整的信息模型中心。每个参与方都可以提取信息中心使用所需的信息。本文通过参考几篇文章总结了BIM的几个基本功能：

(一)模型的可视化。可视化就是“所见即所得”的形式。BIM通过诸如CAD之类的几何元素来突破每个组件的信息的描述。提供一套视觉创意，在人们面前形成三维几何体物理图形显示。

(二)模型信息的完备性。该模型包括生命周期各个阶段的信息的完整描述。如设计阶段的结构，材料，使用功能等，施工阶段的工艺，进度，成本，质量，人力，机械，材料等，运营阶段的结构安全性和结构耐久性。

(三)模型信息的关联性。系统自动组织和分析此信息并将其存储在存储库中，当修改模型中的对象时，不需要修改与其关联的对象，并且可以根据此修改更新这些对象以实现“一处修改，处处自动更新”促进模型的修改和优化，保持模型信息的相关性。

(四)模型信息的一致性。模型信息在建筑项目的整个生命周期中是一致的。当重复输入相同的信息时，系统将自动识别和修改它。对整个生命周期数据库进行建筑设计，施工，运行和维护，最后进行最终拆迁，并实现项目数据的共享和应用。

二、桥梁项目常见BIM技术应用软件

BIM技术在桥梁施工范畴的应用还处在摸索阶段。因此，桥梁BIM模型主要通过其他范畴的建模软件来完成。常用桥梁有两种BIM模型软件，一种是法国Dassault为航空航天业开发的CATIA软件。另一个是REVIT，一种由AUTODESK开发的民用建筑建模软件。

(一)CATIA软件

CATIA软件是一种计算机图形辅助的3D交互式绘图软件，主要用于航天器模型的构建，因此其精度非常高。

(二)Revit软件

Revit由AUTODESK开拓，由公司开发的画图软件AUTOCAD具有广泛的运用和推广。Revit专为BIM而设计，可用于设计，建造和维护更高质量和更高能效的建筑。

三、基于BIM的桥梁工程设计优化

BIM在设计中的应用主要集中在设计方案的建模和分析以及其中问题的检测和反馈。一方面，项目人员收集项目的相关图纸，然后对其进行建模。并将问题反馈给BIM团队和相应的决策者，以决定是否需要修改图纸。如有必要，项目设计人员将修改图纸并再次执行建模和检验分析，直到反馈显示不再需要图纸。通过这种方式，设计人员希望在施工开始之前解决所有设计问题，确保设计可构建性并减少返工。

四、BIM技术在桥梁施工过程中的应用

(一)BIM技术的多角度协同应用

桥梁施工项目管理涉及多方单位，BIM技术可以利用同一平台，便利实时输入项目的有关信息，相关方也可以在自己的权限领域内实时调取有关数据。实现生产协同和数据协同的目标，实现施工信息的有效整合，实现海量数据的采集，归纳和分析。

(二)BIM技术进行桥梁施工项目管理

桥梁建设项目管理过程是一个动态过程，涉及很多结构部件，过程非常复杂。BIM技术在桥梁施工中的引入可以通过建立各个施工阶段的控制模型，即过程模型，达到精细施工管理的目的。该模型可以更直观，更直观地显示在一段时间内桥梁的哪些部分应该完成。

五、BIM技术在桥梁运营阶段的应用

(一)运营方案的优化

在优化运营计划的同时，不仅要改进计划本身，还要提高管理者的专业素质。结合BIM技术制定管理人员业务计划提供了坚实的基础。在制定计划之后，还可以通过已建立的协作工作平台与设计和施工单位进行沟通，以探索更适合桥梁本身的运营计划。

(二)桥梁的能耗监测

目前，桥梁工程也倡导节能。一是利用节能设备，通过改进设备，提高能效；二是增强能源的管理手段，在节能的基础上开展相关的管理工作。这样不仅可以大幅降低桥梁工程运行中的能耗，还可以提高运行管理过程中的能源利用率，到达桥梁能耗监测和控制的目的。

(三)桥梁的结构安全信息管理

桥梁工程作为城市交通枢纽，其运营结构安全性非常重要，直接影响城市交通的经济和社会效益，为桥梁作业的有效管理提供技术支持。

六、结语

BIM技术的引入使桥梁建设成为一门艺术。BIM技术在中国桥梁工程中的应用逐渐进入以应用价值为重点的深度应用阶段，并提出了BIM技术和“BIM +”高级信息技术集成应用程序的功能，如项目管理，云计算和大数据。对于BIM技术在桥梁工程中的未来应用，提出了以下两点：

(1)虽然我国主要在桥梁施工过程中引入BIM这项技术，但理想的状况是在桥梁的整个生命周期中使用BIM技术来实现真正的信息模型。

(2)从独立应用程序转换到网络的多边协作应用程序。基于网络的多方协作应用可以更好地支持基于BIM模型现场数据的收集，并且可以实时获取和传输信息。该模型可以实时存储和分析，为工程现场使用BIM技术提供必要的技术手段。