基于BIM的模拟施工技术在钢结构连接桥施工过程中的应用

蔡玉新 尚卫东 徐列 万丹 曾令东 冉风鸣

摘   要：随着我国经济建设的发展，电子科学技术水平逐渐提高，桥梁施工面向现代化发展。为了钢结构连接桥施工过程效率的提高，连接桥施工工程开始使用BIM这种新技术来对连接桥情况进行模拟，提出科学高效的工程施工方案。通过模拟施工现场情况，判断当前施工方案的可行性、存在的缺陷和不足，帮助施工人员及时改正方案，达到最完美的设计，避免由于方案问题导致的工程延期甚至桥梁使用问题。

关键词：BIM  模拟施工技术  钢结构连接桥施工过程  应用

中图分类号：U445.4                                文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0047-02

随着经济建设的发展，近年来，我国的交通运输行业取得巨大成功。由于我国地形地势复杂，山地、湖泊等遍布中国大地在这些地方就不可避免地需要搭桥建路，桥梁工程的建设项目数量逐渐增多。随着科技时代的来临，大型、特大型桥梁项目的增加对桥梁工程的施工提出了更高的要求。桥梁施工环境复杂，施工缓慢需要大量时间打磨。我国的桥梁建筑已有多年历史，桥梁工程构件繁多，体积庞大，设计复杂，需要花费大量人力物力来完成。

1  BIM模拟施工技术在桥梁工程中的作用

建筑业是我国国民经济发展的支柱产业，在促进我国社会发展、提高我国经济建设水平上起到积极的作用。建筑行业的发展为我国受教育程度低的群众解决了就业问题，推动经济建设，在国家的发展中有着极其重要的地位。随着科技水平的提高，BIM逐渐应用于建筑行业，为建筑行业的发展带来了新的机遇。国外BIM的工程应用经验表明，BIM技术可以大幅提高建筑业的效益。近年来，随着经济发展和生产水平的提升，中国这个新兴的国家加紧了交通运输的建设，推动国家内部的沟通交流，如港珠澳大桥、杭州湾大桥等大型、特大型桥梁工程项目的进行对我国的经济发展起着重要作用。大型的桥梁设计对施工人员的要求开始提高，桥梁设计过程复杂的地理环境加大了施工人员的压力。为了有效解决桥梁设计过程中的问题，BIM开始广泛应用于设计过程中。根据BIM模型，形成对二维图纸中的设计错误，信息不完整、设计描述错误等明显错误的报告，对二维图纸的质量进行客观评价，同时通过桥梁的BIM模型进行桥梁深化设计。基于BIM 的图纸会审是在三维模型中进行的，各工程构件之间的空间关系一目了然，通过软件的碰撞检查功能进行检查，可以很直观地发现图纸不合理的地方。基于BIM模型的图纸会审，高效，准确，准确发现设计成果中的内容缺漏、表述不清、相互矛盾等问题，供各方提出问题并讨论优化方案。通过在三维模型中进行漫游审查，以第三人的视角对模型内部进行查看。对BIM模型进行渲染处理，用较低的成本更快速的制作更真实的动画，对空间进行内部漫游动画制作辅助项目宣传展示和汇报。通过漫游、动画等形式提供身临其境的视觉、空间感受，及时发现不易察觉的设计缺陷或问题，加强事前控制，减少不必要的损失，有利于设计与管理人员对设计方案进行辅助设计与方案评审，加快报批工作。

2  BIM技术在施工阶段应用的难点分析

由于桥梁工程地质、环境、人文比较复杂，选择一个好的设计方案显得非常重要。桥梁设计位置一般周边环境比较复杂，临时结构较多，给图纸设计带来难题。在桥梁工程中，综合管线在水平方向从一个空间通到另一个空间时，需要预埋位置。构件预埋位置不当，会严重影响桥梁后续施工及桥梁结构受力及外观，所以精准定位显得尤为重要，而BIM的技术水平还有待提高。

信息化意识问题：目前来看，我国的科学技术发展迅速，信息化时代开始到来，但是BIM技术使用过程中的采集信息技术并没有跟上时代的步伐。采集到的信息准确性直接影响到整个桥梁工程的设计;专业技术问题：目前我国在钢结构连接桥方面的专业施工人员较少，对BIM的使用不太熟练，未曾深入研究BIM技术带来的优势，而且我国缺少专业规范的BIM技术软件，导致施工人员很难了解BIM技术的核心无法善用BIM技术，从而影响了BIM技术在施工中的深入发展;资金问题：施工建设是在资金支持的基础上才能够得到有效发展的，但是目前我国的政府部门对BIM技术的扶持力度不够，投入资金较少，导致BIM技术的信息化发展受到限制。这些问题是目前我国BIM的模拟施工技术在钢结构连接桥施工过程所必须面对的难关，怎样及时处理这些难题影响到BIM技术的未来发展。

3  BIM面向桥梁施工领域的解决方案

深化施工BIM模型，完善建筑信息模型中与计算成本相关的信息;利用BIM算量软件，按业主确定的清单形式，计算桥梁工程量，生成工程量清单;

将得到的工程量清单作为评价造价咨询企业成果文件质量的依据、作为工程施工阶段工程结算和竣工决算对量的依据，向工作人员展现BIM技术的重要性及有用性。要利用BIM模型的碰撞检查各专业设备之间的碰撞、管线与桥梁结构部分的碰撞以及桥梁结构本身的碰撞，通过碰撞检查系统整个专业模型并自动查找出模型中的碰撞点，生成需要的碰撞检查报告。通过BIM的碰撞检测、信息化等特点，结合工程实际，对工程的施工工艺及施工难点进行解决，把各个专业BIM模型进行合并，在施工之前，进行各专业设计图纸检查，提前发现图纸问题，查找结构与结构、综合管线与结构、钢筋与预埋管线的冲突，及时发现可能存在的问题并在施工之前进行设计调整，减少设计图纸自身错误或者冲突导致的工程变更。基于BIM模型，计算出清单和定额工程量进行工程量计算分析，快速输出计算结果，生成工程量清单，从而检查和发现造价咨询成果问题，避免漏算错算，为工程结算和竣工决算等成本工作提供有力支持。对于设计变更，利用BIM模型快速分析出变更前后的工程量变化情况，作为变更的决策依据和签证材料。

4  结语

BIM技术为桥梁设计图纸提供了非常好的解决方案，三维模型具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等优点，基于其特性，将BIM技术应用于工程的实际施工。同时BIM可使结构与地质、环境、相结合，很好地为设计人员提供设计选择方案。BIM可以建立对应的族，通过族精细的表现复杂节点，从而优化设计，让施工更加明了。BIM模型可以体现桥梁结构与周边环境的情况，根据实际情况建立临时工程，很好地解决了临时工程建立的不到位，带来后期施工困难。各个专业BIM模型整合起来，形成一个完整的BIM模型。通过BIM模型支持业主、监理、施工以及设计院对设计图纸进行会审。随着BIM技术的应用研究不断深入，我国的桥梁工程将会引来更广阔的发展空间。其在桥梁施工中的应用将越发广泛，势必引发一场新的技术变革。

参考文献

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[2] 杜伸云，方继.BIM技术在桥梁钢结构制造和施工中的应用[J].铁路技术创新，2016（3）：71-74.

[3] 李学文.BIM技术在大型钢桁架桥梁建设中的应用[J].江西建材，2017（8）：120-121.

[4] 龍腾.基于BIM的变截面桥体可视化施工技术应用研究[D].武汉科技大学，2015.