BIM技术在桥梁施工过程中的应用研究

李二婵

【摘 要】近年来，BIM技术对桥梁施工技术的支持，不仅提升了施工精度和施工效率，而且也为桥梁后期投入使用提供保障，同时还能通过BIM技术实现施工精细化管理，有效提升工程质量。文章通过工程实例分析BIM技术在桥梁施工过程中的应用，旨在指导施工人员将BIM技术合理、科学地应用到桥梁施工建设中，从而促进我国桥梁施工技术的发展。

【关键词】BIM技术;桥梁施工;工程质量

【中图分类号】U445 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）07-0101-03

建筑工程是关系到我国民生发展的重要工程，工程质量的安全可靠是社会经济发展的重要条件，实现建筑工程的信息化施工和管理对保证建筑工程的施工质量、绿色施工及促进我国可持续发展战略都具有重要意义。如今，传统的二维建筑工程已无法有效满足建筑工程的需求，也很难对建筑工程作出正确表达，因此新型的建筑信息模型越来越受业内关注。随着BIM（建筑信息模型）技术发展日益成熟，目前已经广泛应用于实际建筑当中，BIM技术很好地将传统建筑文化与现代建筑技术相融合，不但模拟性强，还可以利用其独特的直观模型有效提高施工信心，促进施工中各施工部门之间的协同合作，从而推动建筑工程顺利进行，保证工程质量。

1 BIM技术在桥梁施工过程中的应用现状

随着社会的不断发展，桥梁数量逐渐增多，我国在桥梁施工技术方面取得了伟大成就，例如金沙江双线特大桥、黄河特大桥及港珠澳大桥等都是我国桥梁施工领域的巅峰之作。在桥梁施工过程中，由于涉及施工条件复杂多变，以及施工过程中的不确定性，这些都会给桥梁施工带来一定的难度，影响工程质量。然而BIM技术之所以能够在桥梁施工中备受青睐，主要是因为BIM技术可以消除传统桥梁施工过程中众多影响桥梁施工进程的因素，它通过三维模拟技术可以将整个桥梁施工进程进行全真模拟，从而有效规避风险，提升施工安全等级，降低施工成本等，实现企业收益发展的最大化。但是在實际施工过程中，往往会存在诸多不足，例如BIM技术人员技术素养偏低、BIM技术与传统施工技术的相互碰撞及我国目前正处于BIM技术的发展与总结阶段、BIM技术管理体系仍处于完善过程中等，因此为保证桥梁施工顺利进行，保障施工质量，这些问题亟待解决，这就需要在今后的桥梁施工过程中不断探索和总结，使得今后BIM技术能够在桥梁施工中发挥最大价值。

2 BIM技术特点

BIM技术是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构过程数据之间的一致性和全局共享问题。一般具有以下特点。

（1）模型信息的完备性。对工程结构进行3D几何信息和逻辑关系的描述，包括构件名称、结构类型、建筑材料，构件之间的工程逻辑关系等。

（2）模型信息的关联性。信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图表。

（3）模型信息的一致性。建筑结构的同一信息无需重复输入，且信息模型能够自动演化，在3D信息模型中进行修改，二维工程图也随之修改，只需对工程图中仅有的标示进行修改，避免了工程图前后信息不一致的错误。

3 BIM技术对桥梁施工工程质量的影响

BIM技术是当前实现桥梁施工管理的关键技术，应用BIM技术可以实现对整个施工工程的信息掌握，对于施工工程质量保障及施工进程推动都具有重要作用。

3.1 设计质量控制

通过分析有关资料可知，设计是影响建筑工程整体经济投入的重要因素，设计阶段的影响占据工程整体影响的90%以上，可见最初设计阶段的严谨对于桥梁施工工程质量的重要价值。当前，桥梁施工图纸主要存在以下3个问题。

（1）不遵守相关规范的文本要求，忽视施工标准对于工程质量的影响。

（2）对于设计图纸理解不到位，对于设计图纸的平、立、剖图形的相对性不够重视。

（3）施工管线与结构交叉碰撞，使后续施工无法进行。

这些问题一旦未能及时发现，必然要在后续施工中进行更改，浪费大量工程资源，同时延误工期，甚至会对工程质量造成严重影响。通过使用BIM技术可以有效规避此类风险，BIM技术与传统的CAD二维图纸不同，它是通过三维图形来建立模型。在设计过程中，施工人员首先建立起基础的三维模型，将所有的施工信息输入系统，系统将会根据施工信息自动建立三维平、立、剖模型。之后BIM技术可以将该模型输入碰撞检查系统进行检测，如果发现问题可以自行显示问题所在位置，同时输出错误报告，这极大地提升了施工效率，保证工程的精确性，间接提升了工程质量。

3.2 施工质量控制

桥梁施工过程的施工阶段是桥梁实体最终形成的阶段，也是桥梁施工工程质量保证的重要阶段，因此根据我们所构建的BIM质量控制体系，在桥梁施工过程中，从施工前交底执行情况、施工过程质量控制及施工过程管理与优化等环节实现工程质量的严格控制。

第一，施工前根据以往工程质量通病和施工重点、难点工艺及施工安全质量进行技术交底，充分利用BIM模型的可视化、施工过程的模拟化及动画漫游技术进行，使施工人员更加直观、形象地了解施工进程，可以有效提升施工效率，避免隐患产生;第二，施工人员将质量信息关联到BIM模型中，把握好现场桥梁施工质量，根据实际偏差及时进行整改，再根据整改结果核对质量目标;第三，在桥梁施工过程中，基于BIM技术进行沟通，它提高了各施工部门间的沟通效率，实现了质量信息的互通机制，施工人员通过移动端远程及时按要求进行整改并上传质量信息，便于远程操控，实现施工动态追踪;第四，应用BIM技术可以有效提高施工精度，桥梁施工过程中的施工精度受外界多种因素影响，通过BIM技术信息采集，经过系统归纳、总结，全真模拟施工过程，使得施工过程各个环节均具有一定科学性和合理性，从而摆脱传统施工技术的弊端。

3.3 施工后质量控制

一方面，根据以往施工过程发现的一些问题和不足进行学习与总结，并对BIM信息质量库进行及时更新，使后续施工质量得到提升，同时能够提高企业管理水平，促进精益求精学习型企业构建;另一方面，针对施工后所交付的BIM模型，施工单位技术人员可以根据方案变更、技术要求等对BIM模型进行实时维护，制定施工后BIM模型，这样的BIM模型有利于实现交付运营管理的价值，同时相较于传统图纸，BIM模型更能准确反映出产品的真实情况，便于后期维护管理，更容易实现施工精细化管理。

4 BIM技术在桥梁施工质量管理的应用实例

4.1 工程概况

某桥梁根据建设要求，桥梁上部结构为预应力混凝土组合箱梁结构，下部结构为肋板台结构，桥梁墩台结构为桩基础结构，为加强本桥梁施工工程管理，实现施工的标准化作业，预先对施工方案的可行性、物资和设备的经济性及桥梁安全保障等信息进行掌握，引入BIM技术对本次桥梁施工进度及施工中的重点、难点工艺进行全真模拟，以确保本工程质量与安全、进度的全面可控。

4.2 基于BIM技术的优化设计

使用BIM技术确定本桥梁施工过程所需要的钢筋、混凝土等材料的数量，根据所构建的三维模型与原材料进行对比，合理优化施工设计方案，在保证过程质量的前提下降低工程成本。通过BIM技术实现三维交底，对桥梁组合箱梁结构、肋板台结构及桩基础位置进行优化。通过BIM技术还可以全程无死角对施工过程进行观察，能够有效提升工作效率，使技术交底工作更加形象直观，最大限度地帮助施工人员理解设计意图。

4.3 基于BIM技术的施工模拟

桥梁施工单位可以通过WBS（即工作结构分解），根据施工安排和施工计划将工程进行结构分解，将工程信息输入施工模拟软件Navis-works中，建立三维可视化模型，同时将构建模型赋予时间属性，进行四维全真模拟施工。一方面可以现场指导施工，另一方面为施工人员提供施工进程管理依据。在施工管理方面，施工单位可以对设计人员、业主方、专家等进行邀请，应用BIM技术对本桥梁施工工程进度进行集中讨论分析。

4.4 基于BIM技术的技术交底可视化

在实施建设桥梁时，相关技术人员会把设计图纸与方案实施技术交底，传统的交底形式可视化程度较低，交底时假如施工人员出现了理解偏差，就会发生没有合理应用材料的情况，甚至影响施工周期。运用BIM技术实施交底能够合理地防止出现上述情况，BIM三维立体模型有着相对高的可视化，有利于加深施工人员的了解，避免人为因素产生的影响。施工时，假如发生问题，运用BIM主要技术可以及时使用补救方法，确保工程质量。

4.5 基于BIM的施工工序管理

桥梁施工时，工程施工工序是否合理会严重影响桥梁施工的效果与进度，这就需要施工单位科学规划、合理管理施工工序。在桥梁工序的管理过程中应用BIM，能够通过数据模型的比较与分析，选取科学、效果好的施工工序。此外，桥梁施工阶段的工作人员能够通过可视化模拟某一施工工序和施工过程，然后认识到工程的施工结构，确保每一个工序的正确性，改善施工效率。

4.6 基于BIM的桥梁施工进度优化

桥梁施工是一个不断变化的工程，随着施工方案的进行、施工进度的深入，会渐渐扩大施工的工程规模。这个时候往往会由于施工方案不合理、没有合理安排施工进度等问题导致桥梁施工出现很多问题，而且在施工前都预料不到这些问题。BIM技术的进度优化功能解决很多无法预知的问题，如桥梁施工研究阶段，项目人因为BIM技术能够把桥梁三维信息模型与施工进度计划链接起来。另外，对于工程施工的重点、难点工作，能够运用BIM技术加以模拟，让其可视化，在这基础上再实施规划材料、安排机械等工作，可以合理地優化资源配置，实现合理的管理和控制施工进度。

5 结语

通过文章分析可知，BIM技术凭借其三维立体、可视性强等特点可以有效帮助施工人员提升桥梁施工工程质量。桥梁施工应用BIM技术可以对施工工艺、进度进行全真模拟，还可以降低施工成本，减少施工返工现象，同时便于实现精细化施工管理。现今，BIM技术的发展已成必然趋势，它正对我国建筑行业发展产生无可估量的影响。

参 考 文 献

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