BIM技术在桥梁施工中的应用初探

周晓飞

（合肥市公路桥梁工程有限责任公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

BIM技术在建筑行业发挥着重要的价值和作用。在美国国家标准（NBIMS）中是将BIM定义为以三维数字技术为依托，提供多方面资源共享平台，集成现实工程数据模型，实现实体项目与功能特性上数字方面的表述。BIM技术可以为建筑信息模型以提供有效地应用，能够成功的将实体建筑相关功能用数字直观的表达出来，因此该项应用技术在其诞生之后便不断地发展壮大。随着国民经济的不断发展，BIM技术逐渐在我国的建筑行业广泛应用。

1 BIM技术概述

BIM技术具有单一工程数据源，能够实现工程数据的多方面的表达，在桥梁施工中作用不容小觑，在一些发达国家已被广泛的应用和推广，具备以下五个特点：①实现信息的可视化。通过BIM技术实现桥梁施工建筑的相关信息的可视化，能够有效地促进工程项目的形象化的发展，通过针对性直观展示施工各种各环节的关键信息，最大化确保施工方案的针对性以及工序的规范性，有效地避免因人工因素产生的质量隐患；②实现信息的协调性。有效地降低各个阶段的“不兼容”，促进各阶段协调进行，便捷合理更改施工方案的不足之处；③实现信息的模拟性。实现施工过程的三维动态性，实现多维度的信息模拟；④实现信息的优化性。充分实现模型信息技术和施工方案的优化性；⑤信息输出性。有效地实现BIM模型相关信息的输出。

2 BIM技术在桥梁工程中的价值和优势

现代桥梁工程为了提高施工效率、节约成本，经常用到BIM技术，不仅能实现设计协同化和参数化，还能实现对桥梁建筑最大化的结构设计，避免不必要的返工环节，不但能够最大化降低成本，缩短时间，又能保证施工的效率。这种模式的应用，能够最大化提升构建的模块化，使施工方案在评审中更加的直观，进而提高工程造价的精确性。在桥梁工程中利用BIM技术，能够让业主直观地得到建筑的相关数据，有效地节省时间成本，有助于桥梁工程的创新。BIM技术的应用能够直观化串联整个项目的施工过程，实现信息交流和共享，促进整个施工项目的先进性等，方便工程及相关设备管理与维护。BIM技术能够帮助工程运营管理单位实现对竣工项目的管理和维护。总而言之，BIM技术使得整个桥梁施工过程更加便捷性和可靠性。

3 公路桥梁建设中在各个方面BIM技术的具体应用

3.1 在公路桥梁设计阶段的应用BIM技术

BIM技术的使用能够让人从传统的二维设计过渡到三维设计来构建公路桥梁，利用BIM建模软件能够直接实现结构的三维设计，并且还能为建筑场地生成二维施工文档。BIM模型与传统的三维模型是不同的，它是一种囊括公路桥梁生命周期各个方向（例如设计、施工、管理、维护等）信息的信息模型。因此，建模阶段必须确保所创建模型的准确性。

3.2 桥梁施工数据的管理

桥梁施工是一项长期工程，在施工过程中会产生大量的数据，需要相关单位做好数据的收集、整理、分析与存储工作，不仅有助于各施工单位相互配合开展施工工作，还为后续桥梁施工提供重要的数据支持。在桥梁施工中应用BIM技术，可以基于桥梁数据安全管理需求，搭建数据管理平台，有效地进行桥梁施工数据的收集、共享与存储，为各施工单位沟通提供便捷途径，从而提高各施工单位之间的配合效率，有助于加快桥梁施工进度。

3.3 在桥梁建设中BIM技术可以实现多角度合作

桥梁建设在实施中是需要多方的参与者。因此，各方之间需要沟通和协调，BIM模型可以通过集成各方的新兴技术（例如建筑项目中的管理系统、各方大量数据和云计算功能）实现了多边合作，将各方信息和所有数据进行及时整合，从而有效地导出和分析海量数据。

3.4 BIM技术的桥梁加固施工

模拟性是BIM技术的重要特性，其不但能够模拟桥梁加工前后的模型，同时也能够对桥梁加固施工工艺进行4D模拟，直观地体现施工界面、顺序，制定出合理的桥梁加固施工方案，起到控制与调节作用。由于桥梁加固工程场地环境的复杂性，还有一些桥梁加固施工技术要求较高，导致桥梁加固施工项目管理变得较为复杂。为了解决这一现实问题，对桥梁加固施工中体外预应力加固工艺进行BIM模拟，以便提升施工水平与效率。具体而言，进入Revit操作界面，基于桥梁加固的施工内容如建筑构件模型、施工环境等元素构建施工模型，选择Synchro4D软件整合BIM模型，对体外预应力加固工艺进行虚拟施工，从而更好地解决施工空间上各类构件位置关系，并运用Lumion软件将虚拟施工进行媒体化展示，以促使桥梁加固施工朝着数字化建造，打造符合工程实际的施工方案。

3.5 基于BIM的桥梁信息化检测

基于BIM的信息化检测成本项目与桥梁信息化检测基本一致，BIM作为新型智能技术，其对开发、培训的要求较高。基于BIM的信息化检测提升了检测的规范化、高效性，实现了病害的三维可视化表达和桥梁全生命期的信息化管理。从检测成本的角度看，BIM的应用会增加相应的经济成本，但BIM技术在实现工程现代化精准管理的过程中，可以高效把控工程质量、降低建设成本、完善运营资料、保障信息及时。因此，推广BIM获得的经济效益最大。BIM技术可从技术上支持并推动更绿色高效的建筑业发展模式，将我国建筑业由传统的高能耗、高污染的发展模式转为低能耗、低污染的发展模式。

3.6 BIM技术+FEM软件相结合

目前，在进行公路桥梁施工中，我们已将BIM与FEM软件相结合，能够提高桥梁施工数据分析的准确性，这些重要的数据可以为调整桥梁施工计划提供支撑。FEM技术其实也是一种计算方法，随着计算机的发展而出现。BIM+FEM软件的组合可与第三方网格软件配合使用，或使用Python、C++等编程语言进行辅助开发，以开发与领先有限元分析软件的透明接口，并实现桥梁施工数据模型的无损传输。

3.7 安全数据管理

在BIM技术应用中，通过安全数据管理平台，可实现对桥梁施工过程中产生的大量数据进行有效的共享和管理。通过该数据管理平台，桥梁施工的各个参与方可及时掌握各自所需的数据，为各方的决策提供准确的数据支持，实现科学有效的安全数据共享，能更好地指导桥梁施工阶段的工作，从而避免由于施工阶段信息数据不共享、管理混乱或分析出错导致施工事故出现。

4 公路桥梁建设中对BIM技术应用价值最大化措施

BIM技术基于以信息技术为核心的三维数据信息模型。BIM技术的出现为道路桥梁行业数据提供了支持（或接口），该数据在道路桥梁的规划、设计、施工和维护阶段得到维护。但是，尽管道路桥梁的BIM应用是在整个生命周期中完成的，但每个桥梁都是一个信息孤岛，不能生成大量数据，也不能充分利用。现代工程中互联网技术结合了BIM技术，可以连接信息孤岛、创建后台数据库、组织大量信息并将其存储在专用服务器或云平台上。根据路政总署、设计方、施工方、维修方、检测方、有关设备生产企业等的不同需要，建立自定义战线，利用云计算功能对后台数据库中的所有数据进行准确分析，并及时将其传递给那些前线的所有相关方，以满足各方的不同需求。另外，还可以向高德地图等其他地图提供者提供已建立的三维数据信息模型，助其绘制出高精度的三维地图，并为公路桥梁建设中的空中勘测等新技术提供服务。

5 结语

简而言之，与静态二维平面管理不同，BIM技术的应用使桥梁的建造更加简单方便，同时其操作更符合标准。目前BIM技术在我国的许多领域都得到了广泛的应用。就桥梁建设而言，这仍然是一个初步阶段。BIM技术仍在开发中，在不断发展创新过程中，需要整合和开发BIM技术和海量数据等技术，将BIM技术优化为新兴技术，如“BIM+”，这无疑将大大有助于中国的桥梁建设技术和管理。