浅析桥梁施工三维模型信息技术

张小全

（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰442000）

1 引言

桥梁工程是我国重点保障工程，其重要性与意义不言而喻。在实际工程施工中运用三维模型信息技术对施工项目与现场情况进行模拟演示，可以从设计、成本、质量、进度等多方面、多角度对工程进行问题分析，并且可以提前发现实际施工中的隐患问题与风险弊端，避免了相关问题的演变发生。本文通过实际案例，对三维模型信息技术的应用性进行系统阐明，为该技术日后的广泛应用奠定基础。

2 我国现阶段桥梁施工现状与发展方向

目前，由于历史因素的制约，部分桥梁施工单位依然处在传统落后的管理状态。桥梁施工不同于以往的建筑施工，对施工目标的确定、施工现场的建立往往要从多方面综合考虑，其涉及因素与影响原因诸多，进而导致了图纸方案的变动性，无法实现“三维展示”“模拟施工”与相关施工信息的采集、整理、分析。因此，基于这种现状，应明确桥梁工程施工管理方式的发展方向，加大网络信息技术引用与三维模型信息技术应用，结合现场实际工程施工情况与发展需求，将整体桥梁工程进行“三维展示”与“模拟施工”，并采用地理信息系统（GIS）建立相应的地理数据库，对涉及整体桥梁工程的环境信息、实际信息、分布状况进行获取存储，以将工程方案“三维建模”“数据分析”“模拟场景”的模式呈现出来，使工程施工管理更为立体化、动态化、视觉化与模拟化。

3 桥梁施工三维模型信息技术的系统设计

桥梁施工三维模型信息系统的建立基于“三维地理信息数据”，通过运用三维引擎、SQLlite数据库、网络信息技术等进行相互结合，实现工程施工模拟化设计与推演。该功能对整体桥梁工程的建设施工与方案设计有较大的推动作用，且可以对具体施工方案的可行性、合理性进行更为科学性的效率评估。其特点是可以通过三维动画的形式，将工程施工的流程、场景、测量、环境进行立体化呈现[1]。

4 桥梁施工三维模型信息技术的系统应用

通过“模拟施工”的方式将桥梁施工的整体性、过程性进行合理性评估，可以将问题消除在萌芽状态。具体如下。

4.1 三维量算

首先，三维量算可以对具体工程目标进行精准性测量计算，主要包括：桥梁横向水平距离测量、桥梁纵向垂直距离测量、桥梁三维空间测量等。三维模型信息系统会将该桥梁目标的实际尺寸进行引用，并以1∶1的实际效果完成精准测量。

4.2 路径浏览

路径浏览可以为设计人员提供多种浏览方式，基于三维模型呈现的效果性，对该工程施工项目必须从全局性、角度性、层次性进行全面浏览。而路径浏览的最大功效就是实现了不同视角的切合与转换，以“人物”视角为核心标准，以“观察者”的角度看待问题。因此，路径浏览是三维模型信息技术的重要突破性体现，也是该技术的精髓与特征所在。通过导入地下网管模型，实现了桥体上、下、内部与外部的全角度式浏览效果。进而使设计人员更加掌握与了解方案的可行性与问题性，并为决策者起到极为重要的参考作用。

4.3 桥梁三维信息构建

针对现阶段桥梁施工的复杂性与高端性，本文对桥梁施工三维模型信息技术综合运用4D模型、3dsMax、Alternativa3D等相关计算机图形、模式接口技术，并依托桥梁三维信息数据，构建更为精准的4D可视化信息模型。具体如下：（1）通过3dsMax、Alternativa3D等进行编程绘制，并将桥梁三维模型以立体化方式展示在计算机屏幕上。同时，在该模型载体上，根据实际工程施工技术，加入进度信息、质量信息、成本信息。（2）针对桥梁主体各个结构、节点与构造的复杂程度，在其模型编程绘制中，建议在桥墩结构、连续梁结构中采用Alternativa3D，而在具体钢筋机构主体、模板等方面应采用3dsMax进行绘制。（3）通过Alternativa3D引擎中的点、线、面进行边形绘制与函数设置，通过具体绘制函数的套用对其桥梁各组成部件主体进行模型构建。（4）将空间坐标数据进行设置整合，即形成完整的桥梁三维信息模式。图1为Alternativa3D引擎绘制连续梁三维模型。

图1 Alternativa3D引擎绘制连续梁三维模型

首先，要利用Alternativa3D软件创建一个类型库，该类型库主要分为资源与模型2部分，其中资源文件夹中主要以相片、文档为主，模型文件件则以条形图片、相关桥梁模型集成、系统展示集成、工期与网络设计集成为主。其次，根据该具体桥梁工程设计结构，在桥梁模型集成中进行针对性选择，该集成包含诸多桥梁对象类别，对3D桥梁模型主体构成起到重要基础作用。例如，拱形体、圆柱体、立方体等，构件类包括墩台、梁体等。然后，通过系统展示集成中的模型函数调取，对3D桥梁模型进行动作、视图控制函数设置。最后，通过工期及网络设计集成中的工期仿真与资源优化，可以对该工期最短期限提前进行优化分析，也可以通过仿真数据引用进行分析，同时根据分析结果自动生成网络设计图及仿真数据统计图，为其实际工程开展起到极为重要的参考作用。

4.4 信息管理

桥梁施工三维模型信息技术具有较强的信息管理功能，该功能主要体现在对三维模型导入后的信息修改与数据保存方面，在桥梁工程模拟施工中进行会受到实际工程数据改动的影响，这些影响因素既有其必然性也有其客观性，三维模型信息技术可以及时对其模拟信息进行编辑、修改，例如，可以对桥体机构中的下方管线与相关设施进行方位标注，这样在实际施工过程中会有效的对其进行预防与避免，防止因盲目施工而造成的相对损坏。

综上所述，桥梁三维模型信息技术对桥梁工程的整体建设与辅助有重要的保障作用。同时，对桥梁工程质量与施工进度的提升也有极强的巩固作用。从上述内容可以看出，三维模型信息技术并不是单一片面的简单流程，而是较为复杂化、结构化的科学体系，只有在实际运用中不断发现与完善才能更好地发挥其实质作用。

5 结语

三维模型信息技术的实质是采用科学、合理的先进模式，对工程数据信息与工程施工情况进行立体化呈现，并以“模拟施工”的方式对工程开展的可行性、问题性进行评估，对桥梁工程施工的顺利开展与质量保障起到积极的推动作用，也为我国整体工程施工建设的现代化体系的形成奠定坚实的基础。