BIM技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用

(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

近些年來，國外對BIM的應(yīng)用算是非常熱門，隨著后來引入國內(nèi)發(fā)展到現(xiàn)在，建筑行業(yè)無論從房屋建筑、工廠建設(shè)和橋梁建設(shè)等方面，都開始融入BIM技術(shù)的元素，向統(tǒng)一化、系統(tǒng)化、信息化、可視化方面發(fā)展，開始對設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維方面的研究工作進(jìn)行更加深入的推進(jìn)，不斷更改方案和決策，最終將工程的項(xiàng)目的質(zhì)量大幅度提升。

一、BIM的基本概念與優(yōu)勢

BIM，全名為Building Information Modeling，是一種對實(shí)施的實(shí)體模型功能和性能進(jìn)行數(shù)字化顯示的新型建筑信息模型。BIM技術(shù)發(fā)展至今，它對建筑工程的協(xié)同化、模擬化、可視化、工程質(zhì)量優(yōu)化方面得到了廣泛認(rèn)同?，F(xiàn)在在所完工的工程里面仍然存在著大量數(shù)據(jù)因?yàn)楣芾聿划?dāng)而流失和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，造成了嚴(yán)重的損失，在數(shù)據(jù)信息這方面沒有一種可靠的技術(shù)來維持，直到BIM的出現(xiàn)，完美彌補(bǔ)了這一缺陷，在BIM技術(shù)的協(xié)同作用下工程對單一數(shù)據(jù)源的處理有了新的連接點(diǎn)，不再通過紙質(zhì)形式進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了信息斷層的情況，全面形成數(shù)據(jù)化傳輸交流，凸顯出BIM技術(shù)的優(yōu)勢。

二、BIM在橋梁上的應(yīng)用

(一)在設(shè)計(jì)過程中，Revit等軟件以三維全真建筑模型的形式顯示出來，它與模型一直保持著相關(guān)聯(lián)系，當(dāng)模型中某個(gè)部位發(fā)生改變時(shí)，BIM的所有管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將同步改變，它與建筑模型的內(nèi)在數(shù)據(jù)不會發(fā)生邏輯上的改變。

橋梁建筑整個(gè)過程中所涉及到的方面很多，需要大量人手進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，一起協(xié)同完成圖紙，方案的總規(guī)劃。在橋梁前期設(shè)計(jì)時(shí)，需要講可行的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行對比，最后選出最優(yōu)的決策進(jìn)行開展。在BIM平臺的輔助作用下，進(jìn)行橋梁的三維圖模擬，可以直觀為業(yè)主方展示詳細(xì)的立體效果圖，從而進(jìn)行對比挑選出最令人滿意的方案。比如昆侖大道互通節(jié)點(diǎn)項(xiàng)目，通過BIM進(jìn)行模型建立，然后通過軟件顯示的數(shù)據(jù)與圖形的形狀位置的布置，進(jìn)行規(guī)范性的修改，最后業(yè)主方可通過在軟件上進(jìn)行手動修改數(shù)據(jù)確定出最好的模型。通過三維模型可以清楚的了解到高架橋的高度在周圍環(huán)境中的情況，以符合實(shí)體建成后的需求。

對于后期設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碰撞、糾正等問題是比較關(guān)鍵的，處理不好會導(dǎo)致工期延長，返工。此時(shí)，通過BIM技術(shù)對其進(jìn)行反復(fù)糾正。以往混凝土中的預(yù)應(yīng)力鋼筋通常比較錯(cuò)綜復(fù)雜，設(shè)計(jì)圖紙都是幾頁二維的CAD圖紙來表示同一部位的鋼筋構(gòu)造，需要施工人員在頭腦中想象出真實(shí)的組成情況，很容易導(dǎo)致實(shí)際安排中出現(xiàn)錯(cuò)誤，不宜形成穩(wěn)定的三維構(gòu)造，遇到這種情況，還需要調(diào)動大量人員進(jìn)行探討，消耗時(shí)間從而影響工作效率。

(二)在施工過程中，BIM主要用于對所建成的三維BIM模型向施工員進(jìn)行可視化的技術(shù)交底，施工員可根據(jù)得到的施工圖紙和BIM模型結(jié)合工地上的實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，避免由于施工圖紙上的不合理帶來的與實(shí)際不符合的問題。針對圖紙上與BIM模型中的矛盾點(diǎn)進(jìn)行討論，最終符合實(shí)際要求。可視化交底技術(shù)能夠促進(jìn)施工的快速進(jìn)展，節(jié)約工期，避免返工。根據(jù)從施工現(xiàn)場記錄的橋梁某一部位的位移值，通過BIM軟件上相應(yīng)部位顯示的位移值和理論值進(jìn)行比較，如果超出了規(guī)定范圍BIM系統(tǒng)將會發(fā)出警告，相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)顯示的情況采取方式進(jìn)行修正，最終會以修正后的圖形和數(shù)據(jù)同時(shí)顯示出來。

(三)整個(gè)橋梁工程項(xiàng)目建立完成之后的安全性保障是至關(guān)重要的，后期的資料數(shù)據(jù)的管理，運(yùn)營階段的檔案管理等都需要BIM軟件進(jìn)行協(xié)助，利用它強(qiáng)大的存儲能力和可視化功能。設(shè)計(jì)、施工模型和數(shù)據(jù)將無損壞的全部傳輸?shù)竭\(yùn)營部門，針對其中表明的重點(diǎn)部位和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域采取有效的實(shí)施方案并做好記錄。在BIM模型數(shù)據(jù)中，在后期橋梁中的記錄數(shù)據(jù)都可以通過軟件方便的查到，都可以通過其各自的ID進(jìn)行搜索，信息化功能十分強(qiáng)大。這樣就避免了盲目的翻閱文件，耗費(fèi)大量時(shí)間。

(四)BIM技術(shù)應(yīng)用到橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)后，使得與橋梁的運(yùn)營、管理方面相結(jié)合，建立4D模型后可以能夠直觀的觀察到每個(gè)階段的實(shí)際情況，及時(shí)處理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的病害，保障橋梁能正常使用。我們一般采用Autodesk Revit、3DS MAX、CAD等軟件進(jìn)行模型建立，并將橋梁中運(yùn)營養(yǎng)護(hù)階段的病害信息錄入三維模型中，形成4D模型，換句話說就是將一連串的信息導(dǎo)入模型中，技術(shù)人員可以時(shí)時(shí)刻刻觀察病害發(fā)展的情況，可以規(guī)劃出最有效的方法來優(yōu)化、改善病害的惡化。

三、BIM技術(shù)的未來發(fā)展

BIM的發(fā)展我們有目共睹，從以前大家從未耳聞到如今的熱門行業(yè)，它在工程領(lǐng)域算得上是一次新的革命。許多大型建筑工程如上海中心、機(jī)場等都將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，得到了非?？捎^的效果。在鐵路、橋梁領(lǐng)域，各總公司已經(jīng)開始名為規(guī)定將BIM納為重點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)，在項(xiàng)目上的BIM新應(yīng)用點(diǎn)也不斷的研究，相應(yīng)也在緊密完善關(guān)于BIM技術(shù)方面的規(guī)范，給基礎(chǔ)建設(shè)帶來了新的沖力，在橋梁工程中也應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)在很多技術(shù)復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)都在通過BIM來得到想要的數(shù)據(jù)和模型，比如斜拉橋、鋼管混凝土拱橋等。雖然現(xiàn)在市場上還面臨這軟件對口、資源不匹配等因素，但是隨著人們技術(shù)的不斷發(fā)展和要求的不斷提高，很多高性能模擬化軟件就會脫穎而出來解決很多復(fù)雜的工程問題，同時(shí)取代以前傳統(tǒng)的舊軟件，BIM技術(shù)的發(fā)展迅速，但不是每一個(gè)企業(yè)會一些基本軟件就算是掌握了BIM技術(shù)，更多的是在眾多的企業(yè)競爭中依舊能堅(jiān)持下來的才能真正的掌握這門新技術(shù)。

未來的BIM技術(shù)會更加的便捷、功能更加強(qiáng)大，數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、3D激光掃描技術(shù)、云平臺技術(shù)等與BIM相結(jié)合，應(yīng)用到橋梁工程上，會起到突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，那時(shí)候的生產(chǎn)力、工程效益做到現(xiàn)代化的程度，建筑行業(yè)技術(shù)將更加完善成熟，無論從人員使用、時(shí)間分配、物資運(yùn)輸、資金管理方面都會優(yōu)化得很好。作為一種國外引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)和人們不斷發(fā)展的嶄新理念，對橋梁界而言，價(jià)值是無窮大的，有著舉足輕重的作用。我們相信橋梁的發(fā)展與創(chuàng)新，更期待BIM技術(shù)與橋梁領(lǐng)域相結(jié)合的力量會更強(qiáng)大。