基于BIM技术的桥梁可视化施工应用探究

黄遒

摘 要：围绕BIM技术在桥梁可视化施工的具体应用进行探讨，概述了其基本定义，从施工准备阶段以及施工实施阶段两方面分析其在施工流程的运用，并对其在桥梁施工的可视化管理进行总结，以期促进桥梁工程建设信息化发展。

关键词：BIM技术 桥梁工程 可视化施工

自上世纪90年代以来，我国桥梁建设进入快速发展阶段。据统计，目前我国公建设公路桥梁80.53万座。我国桥梁工程建设技术处于国际领先水平，据相关资料显示，截止2017年，已建与在建斜拉桥主跨长度排名世界前10名中，有6座在中国。目前，我国桥梁建设中的信息化水平有待提升，研究BIM技术下桥梁工程建设对促进我国桥梁工程建设发展具有重要意义。

1.BIM技术概述

BIM技术涉及数据、过程、共享与管理四方面内容，包括数据集成技术与软件互操作技术。数据集成并将不同来源格式的数据在逻辑上进行集中，为企业提供全面数据共享。互操作技术促使分布应用设备借助各项信息实施协调，从而达到共同的目标。传统的CAD图纸依赖人脑几何处理构建建筑实体形象，在建筑实体不大的情况下可用人脑形成建筑物轮廓。而通过BIM模型能模拟建筑物实体，大大节省构建模型这一过程，促使建立的施工模型更真实、形象。在设计阶段，利用模型可以直观展现设计意图，在招投标阶段，利用可视化可与业主沟通施工方案。模拟是BIM技术最具应用价值的功能，其模拟建筑在实际环境中的操作，验证某项活动的实施性能。通过模拟展示施工详细过程，提高施工的科学性。

2.BIM技术在桥梁可视化施工中的运用

2.1 施工准备阶段

施工准备阶段指施工单位与业主签订施工合同到开工期间。但桥梁工程项目中，施工准备阶段贯穿全过程。桥梁工程施工准备阶段主要任务是为工程顺利开展筹备必要的技术及物质条件，包括联系相应供应商及分包队伍、规劃安排施工人力资源与施工场地等。BIM技术在施工准备阶段的具体应用为：施工深化设计、施工现场临时设施规划及大型预购件加工运输。涵盖了资料准备与操作流程环节。

资料准备阶段的工作包括设计施工图建筑信息模型、施工机械设备选型、相关设计规范、施工现场准备条件等。必须注意的是，BIM建模当中所应用到的材料，如二维设计图、图片资料和文字说明都是真实有效的，设计阶段所提供的信息也需要满足不同要求下的三维模型所提出的相关要求。三维模型的创建，需要借助于三维软件来构建起专门的标高、坐标以及轴网等，按照提供的资料绘制模型图。还需要满足不同深化目标的服务需求。在对数据进行全方位分析后，对比分析构件的算量，或者需要为特殊材料制定独特的明细表。工程算量的实施流程则是包含了不同部分，如准备模型、过滤条件，提取信息，分析相关数据等。

桥梁工程项目受地质环境等因素影响较大，大量施工临时机械需进入现场，受施工材料、场地限制，施工方案在编制后常出现调整情况。操作流程包括收集、整理施工现场数据、完善施工作业模型，确保模型规范程度。

2.2 施工实施阶段

施工实施阶段指工程开工至竣工全过程，此阶段主要任务是协调各方在指定时间履行合同约定全部施工作业内容。

借助BIM技术设计的桥梁施工可视化应用框架，其应用有两种表现形式：只是建立相应的三维模型，在这个应用平台上顺利开展各项活动可视化工作；各项施工信息在三维模型上展示出来，并利用其它软件把信息导入到相应的软件平台内，顺利实现各种获得可视化管理。桥梁结构比较复杂且庞大，其可视化操作流程与普通施工有一定的差别，具体应用流程见图1。

一方面，要依据施工数据制作相应的CAD图，顺利完成绘图工作后，技术人员根据图纸建立相应的三维立体模型，并开展碰撞检测，进一步校验图纸设计的可行性。另一方面，根据涉及图纸信息及建立的三维立体模型，建立施工结构模型，逐步完善施工环节的布局。在上述工作顺利完成后，把模型导入动态管理系统内完成施工管理工作，最终利用可视化形式将施工管理流程展示出来。与此同时，三维立体模型作为桥梁实体工程的仿真模型，如果发现问题，可选取模型为例展开分析，进一步缩小研究人员和施工人员之间的距离，提升他们的沟通效率。因为在BIM模型当中涉及到很多的信息，需要对这些信息进行筛选，从中得到有用的信息。再次，信息的提取，导出过滤后的信息，并要将信息的格式进行统一处理与分析，从而得到最终的数据和结论。

3.BIM技术下桥梁施工可视化管理

桥梁工程属于高层复杂结构建筑，需要庞大的专业图纸，采用BIM技术可以把所有的工程信息都集中到以模型为基础的协同平台上，按照图纸来进行精细化的建模，并将工程中的各项信息都添加到BIM模型当中，并明确在不同阶段不同主体应当承担的责任。每个参与者都明白自己在BIM模型构建和应用当中应当承担的责任，让不同主体有机结合起来，更好地完成配合，促进BIM计划的实施。

BI M技术在工程计量中的应用，可大大提升工作效率。以往桥梁工程计量统计中，工程造价以excel文档形式保存使得数据孤立存在，为后期结算造成了困难。BIM数据库覆盖项目生命周期内所有数据，利用BIM在工程量统计建立建筑信息模型中材料与价格的链接，减少很多人工消耗。借助BIM技术有利于打破二维平面管理模式的不足之处，把施工进度、设备成本、人力资源等信息进行动态管理，依托4D形式展示出来，提升整个施工阶段的信息化程度，确保多目标、多阶段之间的更好的协调工作。

通过BIM技术开展桥梁施工可视化管理，主要功能展现在下列方面：（1）可视化交底：依托BIM构建的模型视频借助施工管理平台传送至现场施工人员的手机APP终端，用于更好的指导现场施工，提升现场施工管理效果。（2）开展进度管理：建立的BIM模型与设计的施工进度计划存在密切的联系，并把实际施工进度和计划进度相关联，组成空间和时间结合起来的4D模型，做好施工进度的监督工作。（3）做好成本管理：根据制定的施工计划与实际施工进度，合理推算资金用量及其后续资金使用量，促使成本达到动态化管理的效果。（4）开展施工模拟：对三维立体模型构建过程中，根据模型构造情况逐步优化施工方案，并涉及合理的施工流程，做好施工各环节模拟工作。（5）做好物料管理：依托二维扫描技术，依托BIM平台把材料数据和三维立体模型关联起来，随着施工现场材料不断使用，并与BIM模型展开比较，可以迅速掌握施工材料使用情况及后续需求，确保物料达到动态管理与监控的效果。（6）开展质量安全管理：依托建立三维立体模型，对现场施工过程进行模拟，便于发现施工环节出现的问题，并对极易发生安全隐患的施工点进行把控，组成更为完善的施工方案，提升桥梁工程施工质量及安全性。

4.结束语

综上所述，BIM技术已经在工程建设行业得到广泛的使用，其依托三维信息技术，集成项目不同阶段的信息构建相应的三维信息模型，更好的完成项目规划、设计、施工等方面工作，促使项目施工环节均在可视化条件下展开，提升整个工程的质量和效率。

参考文献：

[1]陈子寅.基于BIM技术的桥梁工程可视化施工应用研究[J].交通世界，2019（Z2）：130-131.

[2]王蒙，李军华.BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2018（10）：61-64.