BIM 技術在裝配式橋梁工程中的作用研究與探討

徐文，楊萬里

（長沙市城市建設投資開發(fā)集團有限公司，長沙410000）

1 引言

裝配式橋梁作為建筑工程施工中的重點，可以提高橋梁施工的整體效率，但在裝配式橋梁工程施工中，經(jīng)常遇到運輸難度大、施工工序不合理的問題。為了解決這些問題，通過BIM 技術的使用，可以實現(xiàn)裝配式橋梁施工可視化、模擬化以及協(xié)調(diào)性的目的，使施工人員按照動態(tài)化標準進行施工，這不僅提高了橋梁施工的效率，而且也可以保證橋梁施工的穩(wěn)定性。

2 BIM 技術在裝配式橋梁工程中的作用

BIM 技術作為一種提升施工效率的輔助性技術，將其運用在建筑工程中，雖然不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益，但可以為建筑工程提供共享性的信息支持，提高工程施工的整體效率。BIM 作為建筑信息模型，會根據(jù)橋梁工程的基本特點，進行建筑工程各項數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)建筑工程模擬的真實性，保證各項施工工序的穩(wěn)步進行。

3 BIM 技術在裝配式橋梁工程中的作用

裝配式橋梁主要是在橋墩、蓋梁等構件工廠化預制中，通過起重機進行現(xiàn)場安裝，不僅提高橋墩、蓋梁的混凝土構件質(zhì)量，而且會提高施工效率[1]。在裝配式橋梁工程施工中，通過BIM 技術的運用，其作用有：（1）施工人員會根據(jù)項目設計圖紙、施工參數(shù)等，設計裝配式橋梁的橋墩、蓋梁以及內(nèi)在構件等；（2）通過現(xiàn)場施工圖紙的校訂，形成BIM 模型，使施工人員在動態(tài)化的環(huán)境下掌握具體的施工情況；（3）施工過程中，可以在動態(tài)化的環(huán)境下進行信息數(shù)據(jù)的儲存、信息數(shù)據(jù)的分析，有效避免資源浪費的問題。

4 裝配式橋梁工程施工中存在的問題

4.1 構件生產(chǎn)不合理

1）構建生產(chǎn)及應用技術不完善，導致橋梁構件生產(chǎn)質(zhì)量不達標、安全檢查不合理以及保養(yǎng)操作不規(guī)范，影響橋梁工程施工的整體質(zhì)量。

2）在裝配式橋梁工程施工中，經(jīng)常出現(xiàn)構件不規(guī)范堆放的現(xiàn)象，降低構件配置的科學性，無法提高裝配式橋梁工程施工的整體質(zhì)量[2]。

4.2 施工準備不充分

1）在裝配式施工中，由于施工時間有限，當施工中缺少預見性的準備工作，工程施工中遇到問題時，無法及時解決這些問題，為橋梁工程施工帶來影響。

2）在裝配式橋梁施工中，經(jīng)常遇到施工準備不充分、設備準備不足等問題，會降低影響橋梁施工質(zhì)量，為各項施工工序的穩(wěn)步進行帶來限制。

4.3 人為因素的影響

裝配式橋梁施工中，人為因素的影響（操作不當）不僅會降低裝配式橋梁施工的效率、質(zhì)量，無法滿足各項施工的標準，而且也容易出現(xiàn)人為因素導致的構件損壞問題，增加橋梁施工的安全風險。引入BIM 技術，可實現(xiàn)各項工作動態(tài)化的分析，有利于提高工程施工的效率、安全和質(zhì)量[3]。

5 BIM 技術在裝配式橋梁工程中的運用

5.1 設計階段的BIM 技術運用

1）建立模型、繪制施工圖紙。設計人員在工程開始之前，需要結合裝配式橋梁的基本特點，使用BIM 技術建立3D 模型，并設計參數(shù)組件信息庫，系統(tǒng)會自動生成數(shù)據(jù)庫，對裝配式橋梁工程組件類型、大小以及尺寸等形成組件參數(shù)。通過各個數(shù)據(jù)參數(shù)的及時反饋，可以避免參數(shù)不準確現(xiàn)象的出現(xiàn)，為之后裝配式橋梁工程施工質(zhì)量提升提供參考。

2）協(xié)同工作及碰撞檢查。針對裝配式橋梁工程工程的特點，BIM 技術在設計階段運用中，可以為相關人員提供自由交流的平臺，根據(jù)不同橋梁設計模型的特點，進行各項參數(shù)的整合處理。碰撞檢測中，設計人員會通過BIM 技術的使用，設計專業(yè)構件模型，通過碰撞檢測確定結果，避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3）造價管理。在以往的橋梁工程施工中，造價人員會按照圖紙工程量進行項目核算，整個過程耗時、費力，而且在自然因素以及人為因素的影響下，導致造價結果發(fā)生偏差。通過BIM 技術與裝配式橋梁設計階段的融合，可以提高成本估算的準確性，有效縮短工程項目的建設工期，實現(xiàn)裝配式橋梁工程的經(jīng)濟化發(fā)展。

5.2 預制構件生產(chǎn)階段的BIM 技術運用

裝配式建筑涉及到大量的預制構件生產(chǎn)，通過BIM 技術的使用，可以優(yōu)化流程的生產(chǎn)，保證各項施工工序的安全性、穩(wěn)定性。而且，在實際的工程施工中，設計人員會按照BIM 技術所提供的參數(shù)，結合裝配式橋梁工程的特點，實現(xiàn)各項裝配構建參數(shù)的共享，施工人員會按照構件的尺寸、規(guī)格以及材料等進行參數(shù)分析，保證預制構件施工數(shù)據(jù)的自動化、真實化處理。

5.3 施工階段的BIM 技術運用

在裝配式橋梁工程中，BIM 技術的運用方法如下：

1）優(yōu)化預制組件的管理方案。在裝配式橋梁工程中，存在預制組件管理不科學的問題，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)影響過程成本的控制，導致預制構件出現(xiàn)損失、誤用的問題，為了解決這些因素，裝配式橋梁工程的施工人員應該通過BIM 技術的使用，建立現(xiàn)場管理方案，將網(wǎng)絡信息技術與BIM 技術融合，通過構件的定位、檢查以及處理等，保證各項信息使用的一致性，以提高工程施工的整體質(zhì)量。

2）施工工序的模擬。施工單位通過BIM 技術的使用，可以對裝配工程、吊裝工程進行仿真處理，優(yōu)化各項施工工序的處理方案，對不合理的數(shù)據(jù)進行補充，提高裝配式橋梁施工的整體質(zhì)量。

3）BIM 技術使用中，可以結合裝配式橋梁工程的特點，進行施工工序的模擬。首先，在BIMJ 技術中，通過裝配式及吊裝施工工程的模擬，會優(yōu)化施工工序，保證組件定位的準確性，以提高工程施工的整體質(zhì)量。其次，在BIM 技術中，可以結合裝配式工程的特點，優(yōu)化各項施工工序，施工人員按照BIM 模擬結果進行施工，展現(xiàn)施工模擬的最終目的。其次，施工成本的控制。結合裝配式橋梁工程的施工現(xiàn)狀，通過BIM 技術的使用，可以對施工質(zhì)量、施工進度以及施工成本進行科學控制，并按照各項數(shù)據(jù)參數(shù)，確定3D 模型以及4D 模型，提高各項數(shù)據(jù)跟蹤處理的有效性，為施工工藝資源的控制以及工程項目的動態(tài)化設計提供參考[4]。

5.4 維護階段的BIM 技術運用

針對裝配式橋梁工程施工狀況，將BIM 技術運用在維護階段，可以將各項技術進行整合，通過動態(tài)化模型的設計，對施工中的各個階段進行精準定位，以保證各項施工工序的穩(wěn)步進行。而且，在裝配式橋梁施工中，施工人員可以按照BIM模型進行施工管理及控制，更好地提高工程施工的效率，降低各項施工的難度，保證施工工序的穩(wěn)步進行。同時，在BIM 技術使用中，可以對各項方案進行監(jiān)控及控制，對于施工的風險問題實時監(jiān)控，實現(xiàn)裝配式橋梁工程的可持續(xù)性管理。

6 施工案例

某城市快速路全長約11.85km；主梁、蓋梁、墩身采用組合預制拼裝技術，通過BIM 技術吊裝模擬施工快速結合使用指導施工。主線高架橋標準段是指處于直線或平曲線區(qū)段，橋面等寬區(qū)段橋梁，橋梁跨度不大于32m。標準段主梁采用鋼板組合梁，主梁橫向布置多片預制小組合梁，小組合梁之間橫向間距為2.3m，主梁高1.4m。主梁只在邊墩及中墩墩頂處設置混凝土橫梁聯(lián)結各小組合梁，其余位置各組合板梁之間不設置橫向連接系。蓋梁采用預制拼裝工藝施工。當運輸和吊裝條件受限制時，蓋梁可分段預制，現(xiàn)場預留濕接縫現(xiàn)澆拼接，預制部分吊重可控制在1 600kN（160t）以內(nèi)。預制墩柱與現(xiàn)澆承臺、預制蓋梁之間通過灌漿套筒進行連接，灌漿套筒設置在墩柱底面和蓋梁底面。

7 結語

在裝配式橋梁工程施工中，通過BIM 技術的使用，可以結合工程項目的特點，進行施工設計、施工工序以及施工管理方案的總結，保證各項工程的動態(tài)化處理，提高裝配式橋梁工程施工的安全性、穩(wěn)定性，推動建筑行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。而且，在BIM 技術使用中，設計人員可以按照工程的各項需求，確定信息處理模型，以保證行業(yè)的持續(xù)性、健康性發(fā)展，優(yōu)化施工處理方案，縮短施工工期，提高工程項目的質(zhì)量，增強建筑行業(yè)的競爭力。