BIM 技術(shù)在橋梁工程全生命周期中的應(yīng)用

張慶勛

（云南工商學(xué)院，云南 昆明 651701）

根據(jù)美國斯坦福大學(xué)所收集整理的數(shù)據(jù)可知：如果橋梁工程所涉及的各個相關(guān)單位能夠妥善應(yīng)用BIM 技術(shù)，對降低成本、縮短工期、提高效能、保證安全、優(yōu)化交付等各方面，都將較未使用BIM 技術(shù)或使用程度不高的項(xiàng)目有明顯價(jià)值提升和成本節(jié)約。

1 BIM 概述及特征

建筑信息模型（BuildingInformationModeling） 簡稱BIM，是利用精準(zhǔn)的數(shù)字模型對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營的全過程高效管理。BIM 的本質(zhì)是模型+信息。BIM 的核心是“I”，這個“I”是我們過去由CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)） 轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜?jì)算機(jī)設(shè)計(jì)及運(yùn)算的關(guān)鍵，把以前一些由于技術(shù)受限非結(jié)構(gòu)化、參數(shù)化的數(shù)據(jù)變成了結(jié)構(gòu)化、參數(shù)化的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)之間有了邏輯關(guān)系，從而利用各類功能軟件及插件實(shí)現(xiàn)各種自動運(yùn)算與分析。模型（Model） 本身是靜態(tài)的，而在實(shí)際應(yīng)用中，它應(yīng)該是動態(tài)的，所以業(yè)內(nèi)現(xiàn)在把它改為Modeling，表達(dá)模型的應(yīng)用工程，也有專家把M 定義為Manage，表達(dá)建設(shè)項(xiàng)目信息化管理。

1） BIM 是設(shè)施的數(shù)字表達(dá)：BIM 是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體和功能特性的完整描述，是基于三維幾何數(shù)據(jù)模型，集成了建筑設(shè)施其他相關(guān)物理信息、功能要求和性能要求等參數(shù)化信息并且通過開放式標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息的互用。

2） BIM 是共享的知識資源：BIM 基于數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維各個階段數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)是連續(xù)、即時、可靠和一致的，可以為工作和決策提供可靠依據(jù)。

2 BIM 在橋梁工程全生命周期應(yīng)用的價(jià)值

2.1 加快工期，大幅降低項(xiàng)目財(cái)務(wù)成本

業(yè)主方都非常重視項(xiàng)目開發(fā)周轉(zhuǎn)速度，因?yàn)轫?xiàng)目開發(fā)周轉(zhuǎn)速度是項(xiàng)目成敗和效益好壞的關(guān)鍵，BIM 技術(shù)在加快橋梁工程建設(shè)工期方面可以發(fā)揮大作用。通過減少施工前的各專業(yè)沖突，讓設(shè)計(jì)方案錯誤更少、更優(yōu)化，減少大量的工期損失；通過設(shè)計(jì)階段更高效方案選擇和方案優(yōu)化，減少方案變更，縮短工期；通過提升建設(shè)過程中的協(xié)同效率來節(jié)約工期；通過BIM 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)能力、技術(shù)能力和協(xié)同能力，在資源計(jì)劃、技術(shù)工作和協(xié)同管理等方面節(jié)約較長工期，等等。

2.2 專業(yè)設(shè)計(jì)圖階段

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程為各專業(yè)單獨(dú)出圖，存在著很難在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突的問題。BIM 基于統(tǒng)一模型的工作模式能更有效地加強(qiáng)各專業(yè)的溝通交互，在前期就能夠幫助進(jìn)行碰撞檢查避免設(shè)計(jì)錯誤，并可根據(jù)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行自動化修復(fù)及設(shè)計(jì)優(yōu)化，而不是將問題留到施工階段才發(fā)現(xiàn)，避免工程建設(shè)開始之后出現(xiàn)大規(guī)模的設(shè)計(jì)變更。并且如果利用同一服務(wù)器或統(tǒng)一云端模型，各專業(yè)工程人員可做到同時同步設(shè)計(jì)或更新，相較于以往的流水作業(yè)模式，在工作效率上有極大提高。

2.3 BIM 技術(shù)在橋梁工程運(yùn)維階段的應(yīng)用

在橋梁工程中運(yùn)維階段，可以通過BIM 技術(shù)進(jìn)行有效信息收集及網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，并根據(jù)時實(shí)場景再現(xiàn)，提出有效維護(hù)方案，對可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行信息的自動測算與反饋，為橋梁運(yùn)維管理提供最佳方案。橋梁工程運(yùn)維階段占橋梁工程全生命周期的最長耗時，該階段橋梁工程的信息量和管理的工作量都是巨大的。整個橋梁工程的建設(shè)階段所需的時間都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不低于運(yùn)維階段所用耗時。另據(jù)初步估算，運(yùn)維階段的工程成本大約占橋梁建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期的70%～75%，因此對于橋梁工程運(yùn)維階段的有效管控非常重要。橋梁工程因自身結(jié)構(gòu)體量大及施工環(huán)境復(fù)雜，從而造成橋梁工程運(yùn)維階段所需的信息量和參與人員都在不斷地?cái)U(kuò)增，這種持續(xù)性的擴(kuò)增與變化，加大了橋梁工程運(yùn)維階段的管理難度，而引入BIM 技術(shù)能夠進(jìn)行自動工程量的測算，對運(yùn)維階段的信息獲取更為精準(zhǔn)，從而保證了橋梁工程運(yùn)維的效率提升。

2.4 有效控制造價(jià)和投資

基于BIM 的造價(jià)管理，可精確計(jì)算工程量，快速準(zhǔn)確地提供投資數(shù)據(jù)，減少造價(jià)管理方面的漏洞。通過BIM 技術(shù)支撐（如深化設(shè)計(jì)、碰撞檢查、施工方案模擬等），減少返工和廢棄工程，減少變更和簽證，可減少更多的成本。這幾個方面都將大幅提升業(yè)主方的預(yù)算控制能力。

3 結(jié)語

BIM 在有效保障橋梁工程項(xiàng)目整體安全的同時，在降低成本、縮短工期、提高效能等方面都有顯著效果。2010 年后各大城市先后發(fā)布了BIM 技術(shù)規(guī)范及要求，使該技術(shù)在我國各類橋梁工程中也得到了更廣泛的應(yīng)用。然而我國在BIM 的研究和應(yīng)用方面與發(fā)達(dá)國家還有很大差距，參與方往往相對較少且使用深度不夠。因此，重點(diǎn)分析和研究BIM 技術(shù)目前在工程項(xiàng)目建設(shè)生命周期中各個階段的應(yīng)用和發(fā)展，并大力推進(jìn)使用BIM 的工程管理模式，可減少耗能提高效率，為我國建筑業(yè)改革作出一定貢獻(xiàn)。