BIM 技术在桥梁建设全过程的应用探析

赵程俊

（广西建设职业技术学院，广西南宁 530000）

0 引言

桥梁建设项目受自身涉及工序多、外界影响环节多、投资建设费用高、施工技术相对复杂等因素影响，对BIM（Building Information Model，建筑信息模型）技术的应用效果提出了不小的挑战[1]。健全的BIM 技术可以贯穿桥梁建设工程全过程各个阶段的参数、流程和资源，对工程整体形成策略分析，能够应用到桥梁建设工程不同参建方的施工建设中。BIM 技术具备工程数据资源共享，实现异构分布结构数据标准统一及全局统一，提供项目建设全过程的动态数据资源新建、控制和分配，是应用性较强的一类提升桥梁等工程建设过程的设计、施工、管控现代化信息技术手段[2]。将BIM 技术应用到桥梁建设工程项目中，可有效协助工程集成管理环境，提升桥梁建设工程项目的整体施工效率、质量，降低建设风险。

1 BIM 技术应用到桥梁建设必要性分析

BIM 技术一经应用便得到了工程建设领域的广泛青睐，随着BIM 技术的不断优化，可有效提升桥梁建设工程项目设计单位的创新性集成和设计，对桥梁建设工程项目的整体建设实施有着极高的重要性，具体体现在以下方面。

1.1 建设方案设计及复核

由于桥梁建设工程项目的具体应用是各个相关专业相互合作建立的建设模型，通过将各个模型进行合并，完成建设方案思路的碰撞和合理性检验，有效发掘工程建设方案中的不合理因素。建设施工单位通过BIM 模型可更直观的领会工程施工方案的设计意向，从而进一步检验桥梁建设工程方案的可性能，为方案的不断优化提供参考，降低施工工序复杂性。

1.2 建设方案呈现可视分析

利用BIM 技术可以实现桥梁建设工程项目方案的可视分析，通过建立模型、项目计划、施工投资费用等方面的联系，建立整体关联的可视化信息模型，从而实现桥梁建设工程项目全过程的施工动态数据模拟，进一步确保桥梁建设工程方案的可行性[3]。通过比对项目中的各个计划，挑选中最优实施方案，有效控制施工投资费用。

1.3 建立建设施工模型

合理利用BIM 技术中模型建立功能，可为桥梁建设工程项目建立不同阶段的模型模拟。工程建设过程中可不断优化设计模型的参数信息，包含工程技术、工程计划、施工材料、施工方法等方面，并在竣工后将BIM 模型汇集到竣工图纸中，形成工程竣工档案，以便于后期的运维和相关工程项目的参考。

2 BIM 技术在桥梁建设应用要点

2.1 协助工程资料管理和控制使用

通常桥梁建设工程项目建设规模较大，需要不同参建企业相互配合实施，如：监理单位、设计单位、建设单位、材料供应单位及施工单位等，不同参建企业之间涉及沟通协调工作繁多，中间会产生数量较大的工程资料文件及数据，包含报表、方案图纸、合同等。因此应采取必要手段保证信息的高效传递，保证工程资料科学管理和控制使用，保证工程数据有据可查、版本统一。

2.2 形成精准集成的高仿真模型

将BIM 技术应用于桥梁建设工程项目，由于其工作原理归类为三维集成设计领域，具体模式设计时需要将不同工种、专业的设计模型进行集成融合，建立一套精准集成的高仿真模型。实际桥梁建设工程设计中，应选择与施工工程相符的BIM 软件系统，并将不同软件的文件格式实现兼容性标准统一，以提高模型的仿真效果，实现模型的精准集成。

2.3 实现BIM 技术与复杂工程的有效结合

桥梁建设工程项目施工技术复杂，工程建设风险很大，基于此，对BIM 技术的应用实施提出了更高的标准，需要能够有效为工程降低费用投资、减少风险，针对复杂的关键工序实施动态监控，精准及时的定位工程中遇到的问题，有效利用BIM 模型实施分析，将实际工程与模型形成比对，定位误差，根据比对数据对工程建筑规格尺寸、构件位移等参数实施调整。

2.4 全面应用于工程建设的不同专业

桥梁建设工程项目实施需要不同参建企业参与，由于工作地点存在差异，除了基本日常工作，还包括大量的现场施工。如何将BIM 软件系统全面应用于工程建设的不同专业，应用于桥梁建设工程项目的整体和全过程，实现不同参建单位的充分协调统一，达到预期的BIM 系统应用效果，是在工程中有效应用BIM 技术的关键。

3 BIM 技术在桥梁建设全过程的应用

3.1 建立桥梁工程BIM 模型

现以某互通式立交桥桥梁建设工程为例，在为桥梁工程建立BIM 模型时，采用标准的DGN 格式文件，以实现数据与模型组装的参数格式统一。首先应用Power-Civil 软件完成总装系统平台建立。Power-Civil 软件是当前桥梁建筑行业主流的BIM 系统平台，其可有效建立数字三维模型，可模拟建立桥梁墩台的精确位置，与其他软件工具结合还能设立相关桥梁子模型，完成桥梁整体与桥梁墩台位置的结合，从而完成包含整体桥梁工程信息的立体模型。桥梁墩台基础参数信息如图1 所示。

图1 桥梁墩台基础参数信息

在此基础上，应用MicroStation 软件系统建立桥梁主跨模型，MicroStation 软件是一个常用的桥梁建模软件，能够对桥梁的特殊结构构造建立模型，如钢箱梁、索道结构等。进而应用BridgeMaster 软件为桥梁工程引桥结构建模，从而完成引桥结构在二维平面的模型结构设计，利用BridgeMaster 完成的模型设计可直接应用到其他BIM 软件，在此基础上完成后续的模型完善和修改工作。最后应用ProConcrete 软件建立桥梁工程的钢筋模型，实现以必要的建设数据为依据增设三维配筋，根据工程设计完成不同结构的立体模型建立，并实现碰撞检测试验。并应用Prosteel 软件完成对桥梁工程钢结构的模型优化，建立最终的桥梁工程计算分析样图模型。BIM 系统桥梁设计图及桥梁总体模型图如图2、图3 所示。

图2 BIM 系统桥梁设计

图3 桥梁总体模型

3.2 管控工程项目协调工作

桥梁建设工程项目规模较大，需要不同参建企业相互配合完成。常规的配合工作多以设计图纸为基础实现，应用BIM 技术可实现以BIM 模型为基础完成参建企业间的沟通交流和工作配合。以ProjectWise 软件为例，软件可为桥梁各参建企业建立协同工程管控平台，以BIM 模型为依托进行工程核心管理控制，BIM 模型可在各参建方之间共享，形成工作的协调交流，保证数据的一致性，提高工作效率。

3.3 管控桥梁建设工程项目相关资料

桥梁建设工程项目实施过程中会涉及大量的工程资料，主要包括不同类的工程文件、方案设计、模型数据、设计图纸、各方合同等。对于桥梁建设工程项目相关资料可应用ProjectWise 软件完成工程资料的分类、交互和管控，在保证资料数据版本统一的前提下，实现不同工程资料数据的完成保存和查询。利用ProjectWise 软件，还可便捷的实现资料发布至各个终端设备，保证各参建单位随时调取使用。在工程建设现场也可便捷的查询，有效的保证了桥梁建设工程项目的顺利实施。

3.4 实施项目现场管控及进度分析

应用BIM 系统MicroStation 软件建立项目现场模型，形成施工材料、设备调度方案，使方案趋于合理。深入分析桥梁施工大型机械设备运转，计算设备安全施工范围，避免设备施工的相互干扰。利用Navigator 软件将工程进度计划与BIM 模型结合，实施施工动态模拟，验证进度计划的合理性，定位主要问题加以解决。如果将材料成本等因素融入模型，可实现材料投资费用对比，以大规模减低材料成本，提高方案的经济性。

3.5 实施项目碰撞检验

利用BIM 技术的Navigator 软件可完成对模型的查阅，并完成相应相关子模型的碰撞检验，以及对桥梁工程中钢筋等重要部位进行碰撞检验。通过健全的碰撞检验可为桥梁工程的实际实施提供保证，能通过试验及时的定位设计中存在的缺陷，并加以改正。

3.6 协助工程预算及成本管控

桥梁建设工程项目中成本控制是一项关键工作，常规的成本管控多是通过人工方式，根据报表、图纸等资料完成大致的预算，但由于桥梁工程涉及大量的施工图纸等资料，彼此之间缺少有效的关联，实现精准计算十分困难。利用BIM 计算建立模型，可详细呈现桥梁工程不同构件的工程属性，精准测算工程量，确定工程预算成本，实现有效控制。

4 结论

BIM 技术兼具了工程数据资源共享、异构数据的标准统一特点，可实现桥梁工程动态数据资源新建、控制和分配，是一类有效提升工程建设过程的设计、施工、管控的现代化信息技术手段。将BIM 技术应用到桥梁建设全过程，可搭建集成管理环境，提升桥梁建设工程项目的整体施工质量，降低风险。