淺談BIM 技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用與發(fā)展前景

許磊

（遼寧秉誠勘測設(shè)計有限公司，遼寧 沈陽 110000）

引言

隨著BIM 技術(shù)在我國工程建設(shè)領(lǐng)域的大力推廣應(yīng)用，近年來，國家相關(guān)部門高度重視BIM 技術(shù)在工程建設(shè)項目中的推廣應(yīng)用，積極出臺政策引導(dǎo)，鼓勵建設(shè)工程各參與方探索應(yīng)用并及時總結(jié)經(jīng)驗。交通運(yùn)輸部辦公廳于2017年先后印發(fā)了《關(guān)于開展公路BIM 技術(shù)應(yīng)用示范工程建設(shè)的通知》《關(guān)于推進(jìn)公路水運(yùn)工程應(yīng)用BIM 技術(shù)的指導(dǎo)意見》兩個政策支持文件，明確將研發(fā)BIM 技術(shù)基礎(chǔ)平臺作為交通行業(yè)企業(yè)發(fā)展的長期戰(zhàn)略性目標(biāo)任務(wù)。由此可見，在公路工程領(lǐng)域應(yīng)用BIM 技術(shù)勢在必行，且隨著應(yīng)用的不斷深入，將為公路工程建設(shè)帶來革命性的變化。

一、BIM 技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用

（一）BIM 技術(shù)在橋梁設(shè)計階段的應(yīng)用

在橋梁設(shè)計時，通常需要總工程師、項目經(jīng)理、項目負(fù)責(zé)人、路線設(shè)計工程師、橋梁設(shè)計工程師、資料管理員、圖冊編制人等六大角色同時合作完成，每個個體之間相互依賴、串聯(lián)的特征非常明顯，一定程度上限制了設(shè)計腳步。由于橋梁工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和技術(shù)難度都非常的高，BIM 在橋梁工程中的運(yùn)用，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠成熟，但BIM 技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工上的運(yùn)用價值是不可估量的，具體分析如下。（1）將模型可視化，有助于結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案在項目設(shè)計團(tuán)隊之間更充分、高效地交流，討論并決策，保證了設(shè)計的質(zhì)量以及設(shè)計的時效性。（2）BIM 軟件通過將橋梁設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)、思想、原則等抽象化參數(shù)進(jìn)行描述，自動適應(yīng)了關(guān)聯(lián)約束關(guān)系和裝配關(guān)系之間的關(guān)系，保證橋梁的自動化、先進(jìn)化的要求。（3）BIM 軟件讓橋梁工程的設(shè)計資料可以共享，相同模型的核心數(shù)據(jù)能夠共同享用于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案、評估安全、設(shè)計技術(shù)和設(shè)計施工圖，避開了不同工作需要建立不用模型的麻煩，使各種數(shù)據(jù)得到統(tǒng)一。（4）參數(shù)驅(qū)動、關(guān)聯(lián)度高的橋梁模型可以高度匹配橋梁在設(shè)計過程中，多個校審有可能帶來的方案設(shè)計的頻繁變動，使效率得以保障。（5）BIM 現(xiàn)在可以做到自動化繪圖，不僅可以出圖橋梁結(jié)構(gòu)的3D模型，以此可以用于方案評選、展示、模擬仿真等，還能出一些適合工程交付的二維圖紙，很大程度上減小了手工出圖出現(xiàn)誤差的尷尬，效率成倍提高。（6）統(tǒng)一的BIM 模型，同時還可以實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計關(guān)鍵指標(biāo)的分析與統(tǒng)計和復(fù)核審核等功能。

（二）BIM 技術(shù)在橋梁施工階段的應(yīng)用

1.施工場地規(guī)劃

橋梁施工現(xiàn)場復(fù)雜，對施工場地要求高，在施工前期，根據(jù)設(shè)計建立標(biāo)準(zhǔn)化的橋梁模型數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)庫中橋梁模型和谷歌地圖三維疊加形成施工現(xiàn)場三維漫游，在三維場景的指導(dǎo)下，可以在室內(nèi)進(jìn)行施工便道規(guī)劃以及施工機(jī)械位置、拌合站、材料堆放區(qū)域選址等，經(jīng)過內(nèi)業(yè)規(guī)劃結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際踏勘確定施工最優(yōu)方案，以進(jìn)行文明施工，經(jīng)過合理的規(guī)劃，一方面減少外業(yè)工作量，一方面提升施工場地規(guī)劃設(shè)計的效率、提高項目施工的經(jīng)濟(jì)效益。

2.施工模擬

運(yùn)用BIM 技術(shù)結(jié)合時間屬性來進(jìn)行橋梁施工的4D 動態(tài)模擬，可以模擬橋梁施工的全過程，從樁基礎(chǔ)、承臺、墩柱、蓋梁到梁體架設(shè)都可以通過BIM 的三維可視化模擬出來，通過模擬施工流程可以發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，確定施工方案是否可行，效果如何，在哪些施工流程中可以節(jié)約材料、節(jié)約能源、節(jié)約人力等，另外還可以根據(jù)模擬施工流程對現(xiàn)場材料進(jìn)行調(diào)配，確定現(xiàn)場材料、施工設(shè)備進(jìn)場的順序及數(shù)量，根據(jù)現(xiàn)場的施工進(jìn)度對施工材料、施工設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一部署，提高橋梁施工過程中的工作效率。

3.施工進(jìn)度、質(zhì)量控制與管理

橋梁施工過程復(fù)雜、統(tǒng)籌難度大，對施工進(jìn)度的有效管理存在一定難度。運(yùn)用BIM 技術(shù)的橋梁三維可視化模型對施工流進(jìn)程進(jìn)行模擬，有利于施工單位對整體進(jìn)度的有效把控，把握施工過程中的各個細(xì)節(jié)，對施工進(jìn)程進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，針對施工過程中存在的問題及時有效的制定合理的應(yīng)急方案，使得施工進(jìn)程管控從被動到主動轉(zhuǎn)變，確保施工過程能夠按照既定目標(biāo)順利開展。施工質(zhì)量對橋梁的安全施工、安全運(yùn)營有著非常重大的意義，在施工質(zhì)量的管控方面，根據(jù)BIM 模型模擬施工進(jìn)程中各個具體的操作細(xì)節(jié)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況不斷對施工方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對橋梁施工進(jìn)程。

4.橋梁可視化施工交底

利用三維數(shù)據(jù)模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維圖紙做技術(shù)交底，方便施工人員對交底技術(shù)的理解。在橋隧工程中的橋臺、洞門、涵洞、邊坡支護(hù)等處需用木模板支護(hù)，預(yù)制構(gòu)件間鋼筋的搭接方式及復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋼筋的布置都可以對其進(jìn)行BIM 建模，方便對一線工人進(jìn)行技術(shù)交底；其他如路基開挖、腳手架搭建、預(yù)應(yīng)力施工、防水工程的技術(shù)交底。同時，通過BIM 進(jìn)行交底，能夠結(jié)合施工作業(yè)指導(dǎo)書、施工模擬和現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)視頻進(jìn)行可視化交底，從而避免由于誤讀造成的不必要問題，避免質(zhì)量問題、安全問題，減少返工和整改。

二、結(jié)語

BIM 技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用還處于初級階段，在技術(shù)和管理層面具有廣泛的應(yīng)用前景，但是必須將BIM 技術(shù)與橋梁施工信息化管理相結(jié)合，才能發(fā)揮出BIM 技術(shù)的內(nèi)在價值。