BIM 技术在铁路桥梁工程中的应用分析——以额尔齐斯河铁路大桥为例

高明旺

（中国中铁十局集团第一工程有限公司，山东 济南 250000）

由于铁路交通在目前的社会经济发展实践中发挥着重要的作用，所以我国为了促进地区经济发展，现阶段正在大力建设铁路。就我国目前的铁路建设现状来看，桥梁在铁路中的比重较大，而且对铁路整体质量的影响比较显著，所以对铁路桥梁工程的具体施工建设作分析有突出的现实意义。就目前的资料研究来看，为了实现铁路桥梁工程质量的提升，强化其应用安全，在工程设计与施工中积极地使用了BIM 技术。该技术的利用实现了施工细节的处理优化，保证了铁路桥梁工程建设的综合质量。

1 BIM 技术概述

所谓BIM 技术，具体指的是应用于工程设计建造管理的数据化工具。BIM 技术通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用。BIM 是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。从目前的BIM 技术利用来看，其所使用的数字信息及其工程应用技术，特别强调建筑物生命周期中横跨各部门的信息结与完工后营运的永续，其独特的3D 可视化呈现与跨专业、跨阶段的同步作业，现场信息的实时掌握，微观与巨观空间信息的整合等。

BIM 技术在现实利用中表现出了以下方面的显著优势：（1）BIM 技术的设计可以实现三维可视化，利用该技术进行工程设计，不仅工程外部设计会更加全面，内部结构设计也会更加细致。（2）BIM 技术能够实现信息共享，包括空间尺寸、建筑材料、门窗尺寸、设备的信息位置，形成了设计流，同时从勘察到设计、到施工、到运维管理形成了完整的信息流，避免了信息孤岛，解决了信息丢失的问题。总之，利用BIM 技术进行工程施工，工程建设效果会更加显著。

2 铁路桥梁工程建设质量的影响因素

对目前的铁路工程建设做综合分析发现影响铁路工程和建设质量的主要因素如下。

2.1 考察设计

铁路工程建设质量与设计有显著的关系，尤其是桥梁建设。对设计作分析可知，科学的设计工作离不开可靠的数据，而可靠的数据来源于考察与分析。额尔齐斯河铁路特大桥的设计要想满足工程质量标准，在设计中需要重视两方面的内容：（1）基本地质数据的获取。桥梁稳定性与地基处理和支撑有关，而地基处理是否具有针对性和与地质考察结果有关，所以在桥梁设计工作开始之前，需要通过先进的技术利用对桥梁区域范围内的地质信息、水文信息等进行收集。（2）基于数据收集做设计。有了丰富的数据做支撑，再结合桥梁的质量要求，才可以实施设计工作。

2.2 施工规划

桥梁的施工需要可靠的规划。在施工中，规划的失误会导致施工问题。比如在规划中，对施工材料的性能和参数掌握的不合理会导致规划细节失误；再者，如果在施工规划中，对施工环节的衔接以及具体问题的处理没有作事先规划，施工进度控制以及质量控制会大受影响。简言之，施工规划不仅关系着施工的效率，更关系着施工的质量，所以在额尔齐斯河大桥的施工中，需要基于工程量以及工程难度等作详细的施工规划。

2.3 施工过程的控制

在铁路桥梁的施工中，过程控制对于施工质量强化也有重要的意义。就过程控制而言，主要的工作有两项：（1）做好过程管理，主要是对施工过程的各个环节进行管理控制，比如对施工技术的利用进行评价分析，强调技术的专业性使用，基于此，因为技术缺陷导致了施工细节问题会得到有效的解决。（2）对施工过程中的不确定因素进行管理。在具体的施工中，气候因素、地质因素等会对施工过程造成影响。为了有效地规避此类影响，在施工管理中，制定突发事件管理预案，当发生突发事件的时候启动预案，可以有效规避不确定因素的不利影响。

2.4 施工验收与评价

施工验收和评价效果对施工质量的影响也是非常显著的。在工程质量控制中，为了充分发挥施工验收和质量评价的价值，需要构建完整的评价体系，其中评价项目要明确，评价指标要详细，这样验收评价工作的实施才会更具实效性。

3 BIM 技术在额尔齐斯河大桥建设中的应用

额尔齐斯河大桥工程的整体工程量比较大，工程难度也比较高，所以在施工实践中，为了强调施工的安全，必须在施工设计以及施工中积极的利用先进的技术，BIM 技术是首选。文章就大桥施工中的BIM 技术利用作分析与讨论，希望能为其他类似工程建设提供参考。

新疆阿富准铁路额尔齐斯河特大桥连续梁跨越额尔齐斯河，地处上游区域，梁全长221.5m，全桥共分57个节段，主墩墩身高达61.5m，竣工日期2020 年6 月22 日。至此已经建设完成标段内95%的路基、桥梁、涵洞及站场工程。就桥梁的具体环境来看，其所跨越的额尔齐斯河上游主要靠融雪、融冰和降水补给；下游主要来源于融雪、降水和壤中水。上游汛期始于4 月，每年仅有短短6 个月的施工黄金期。为了保证顺利竣工，在大桥建设中，建设单位积极利用了BIM 技术，实现了对工程设计到评价的全过程管理，以下是具体的技术应用分析。

3.1 数据收集

数据收集主要有两大类：（1）桥梁行车数据收集。额尔齐斯河大桥的建立主要是为了联通新疆与阿富汗，以此来实现国际交流的加强。尤其是在“一带一路”倡议深入推行以后，我国和阿富汗的联系会日益密切，行车数量也会持续性增加。所以在大桥设计的时候，设计单位对目前的大桥铁路客运量进行了数据收集，并基于目前数据增长趋势对大桥的未来承载等作了分析。（2）桥梁安全数据收集。就大桥的建设来看，其采用的是高墩的方式，所以需要对区域地质资料、水文资料等进行全面的搜集，同时还要对区域地质变化规律等进行分析，因为这些资料对于设计针对性和施工规划有显著的影响。简言之，数据收集的现实价值巨大，必须做好相关工作。

3.2 数据建模

利用已经收集的数据资料，结合额尔齐斯河桥梁设计的基本思路，运用BIM 技术可以实现道桥梁结构模型设计。此设计的优势主要体现在两方面：（1）可以更加直观地将桥梁的整体结构特点展现出来。桥梁是铁路工程的重要组成部分，其不仅仅包括了横跨区域，还包括的路上部分，所以在设计的时候必须强调全面性。基于桥梁的整体信息，利用BIM 技术可以实现对桥梁整体结构模型的设计。因为数据模型具有可视化，所以从建设的数据模型可以直观地分析结构的科学性与合理性。（2）BIM 技术应用所构建的桥梁模型，其能够反映数据之间的关联性，所以在设计优化的过程中，可以通过数据变化来确定具体因素的综合影响，如此一来，结构设计的优化效果会更加突出。

3.3 仿真实验

仿真实验主要是模拟额尔齐斯河大桥的具体应用情况对铁路桥梁的使用效果做分析。在仿真实验的过程中，需要强调两部分内容：（1）仿真模型。在信息基础上利用BIM 技术完成的桥梁模型，整体的结果表现比较显著，所以在仿真试验中，可以应用该模型。（2）仿真方法。为了获得更加真实的仿真结果，需要注意仿真方法的利用。在具体的仿真中，采用细节仿真的方法效果会更加显著。所谓细节仿真具体指的是对铁路桥梁应用的各个阶段细节进行分析。比如在仿真中，当火车驶入桥梁后，对行车的平稳性、视野情况进行分析，对桥梁的结构受力变化等作分析，这样可以更加准确地界定仿真中细节的变化。总之，保证仿真模型的科学应用，强调仿真方法的具体利用，能够帮助获取最为真实的仿真结果。

3.4 评价优化

所谓评价优化具体指的是对实验仿真的过程和结果进行评价，确定仿真过程是否具有专业性，结果是否具有科学性。评价是改进的基础，在评价分析的基础上总结问题，然后对存在问题的地方进行改进，这样可以获取更加真实的评价结果。基于评价结果对设计作优化，最终的桥梁结构设计效果会更突出。比如在桥墩景观的评价中，因为评价指标的细小失误导致了桥墩景观评价结果的不准确，这对桥墩结构设计造成了影响，对评价指标体系进行完善，然后获得准确的评价结果，基于评价结果再次分析桥墩的结构，发现桥墩结构在受力方面存在着小瑕疵，基于信息模型作出调整和优化，最终的桥墩结构实现了设计科学性的增强。总之，基于BIM 模型对设计进行评价优化，并对具体施工中的模型改变以及相关因素变化作评价，这样可以更好地调整施工，使得整体桥梁施工的稳定性、持续性和安全性可以得到强化。

4 结束语

综上所述，额尔齐斯河铁路大桥在未来的新疆发展中会发挥出重要的价值，对额尔齐斯河大桥的具体建设进行分析与考虑有突出的现实意义。整体分析额尔齐斯河铁路大桥的具体建设，发现该桥梁建设的工程量比较大，而且工程的难度较高，所以在建设施工中必须利用先进的技术。BIM 作为目前工程建设中先进技术的代表，在该大桥的建设中有突出的现实意义。基于此，文章在BIM 技术分析的基础上对额尔齐斯河大桥建设的质量影响因素进行了分析，并基于具体的因素和施工实践讨论了BIM 技术的具体利用，以期为我国铁路大桥的施工实践提供帮助和参考，从而实现施工整体质量进步。