BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究

曹旭光 杨伟名(湘潭大学 土木工程与力学学院，湖南省 湘潭市 411100)

BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究

曹旭光 杨伟名
(湘潭大学 土木工程与力学学院，湖南省 湘潭市 411100)

近几年，随着桥梁建设项目的不断增加，BIM（建筑信息模型）技术也逐渐应用到实际建设中，辅助桥梁设计与施工人员完成桥梁建设工程，大幅度地降低了桥梁建设中的安全隐患，提高了桥梁建设的施工质量。文章主要研究了BIM技术在桥梁设计、施工中的应用，以期为现代桥梁建设提供一些有价值的参考。

桥梁工程；BIM技术；设计阶段；施工阶段

BIM技术作为新一代设计理念和技术，其早已被欧美国家用于各种建设项目当中，被誉为建筑领域继计算机辅助设计（CAD）后的又一大技术变革。目前，我国在建筑行业已陆续使用BIM技术，尤其是结构复杂、工程巨大的项目，现已取得了一定的成效。但对于桥梁的建设，BIM技术基本还处于初步探索阶段，应用案例相对较少，一些成功的案例有沪昆客专北盘大桥、新白沙沱长江大桥。

BIM（建筑信息模型）技术，主要是用来实现建设项目的物理功能特性的数字描述与管理的技术，该技术贯穿到项目的全生命周期，包括设计、施工、管理和运维等阶段，能够实现项目数据的共享与应用和保证信息与现实保持协同[1]。

1 BIM技术在桥梁设计阶段的应用

1.1 前期设计

桥梁工程的建设涉及业主、设计方、施工方等众多参与方，要想协同完成项目，就必须了解彼此之间的意图和需求。尤其在前期设计桥梁方案的比较与选择过程中，由于平面图纸的约束，设计单位和业主难以沟通及达成统一的想法。基于BIM技术，进行参数化、信息化和数字化三维建模，并形成桥梁初步设计效果图及动态演示，业主和项目规划者能通过信息模型，更直观更加科学得去评估项目。三维可视化模型搭建了沟通交流的平台，将设计理念传递给业主，同时业主把意见反馈给设计单位，使前期设计方案的选择高效快捷。图1为某拱桥模型，建模采用Revit软件，利用BIM模型三维表达较传统二维图纸更清楚、更易理解。

图2 某拱桥BIM模型

1.2 后期设计

后期设计阶段，主要对前期的BIM模型设计桥梁的设计校核、碰撞检查等。因为桥梁建设中，对于各种指标的要求比较高，为了提高设计质量，利用BIM模型能够使设计人员更好的完成设计结果测试，及时发现设计问题并做相应的调整。

BIM模型的建立过程中，及时修改设计图纸出现的错误，有助于减少施工过程中出错的可能性。基于前期确定的设计方案，运用BIM技术进行更细化的深化建模。采用BIM软件进行设计校核和碰撞检查，同时生成分析报告。如果出现问题，则进行二维图纸修改、再建模、再检测，直至不在出现设计问题[2]。具体设计优化步骤如下：

图3 设计优化步骤

2 BIM技术在桥梁施工阶段的应用

2.1 可视化技术交底

利用BIM模型向施工单位进行技术交底，能够通过BIM模型的可视化性和信息性向施工人员详细介绍设计思路，避免实际施工工艺与施工图纸产生分歧的情况。并且，在技术交底时，施工单位也能根据实际施工经验发现设计中的不足，及时设计人员相互讨论。对一些施工危险、施工难度大的地方进行协调并修正，使项目设计方案现实可实施性更高，极大的避免了施工浪费与质量不达标的问题。

2.2 动态控制

在施工组织设计安排中，利用BIM模型的动态形式，不仅能够更直观的反应施工进度信息，更能够反映相应阶段施工目标完成所产生的施工成本，便于施工成本的控制管理。另外，在施工备料、人员分配与资金安排上也能实现更加精细化的管理与使用，使人员、材料、机械、资金的利用率最大化，提高项目整体施工效益与桥梁建设质量。

2.3 安全模拟施工

在安全施工方面，BIM技术能够提高桥梁施工的安全度，对施工过程中一些安全较大的工程可以实现利用BIM模型进行模拟仿真测试。比如，在施工的模板吊装过程中，模板会发生自由摆动，调动过程中如果模板摆动过大，有可能发生坠落，对下方工作人员造成生命威胁。因此可以实现利用BIM技术对模板的摆动区域进行仿真模拟，确定安全区域与危险区域。在实际施工中，组织人员撤离到安全区域，在危险工作区域设置隔离带，保证施工人员的人身安全。

3 存在的问题

3.1 BIM设计标准尚未统一

当前各行业对于设计方提供BIM设计成果尚且没有统一的标准，另外目前大部分设计院自身的企业BIM标准也尚未正式建立。

3.2 当前国内BIM软件开发不足

欧美发达国家对BIM技术的软件已比较成熟，而我国对国外软件的深入研究不足，缺乏国产核心软件，当国外软件与国内现实情况不符是，势必造成了技术应用与操作的不便。

3.3 BIM建模规范有待完善

项目建设中涉及到不同参与方、不同建模软件，如果没有统一的建模规范标准，就无法确保模型转换过程中的完整性、可读性。

4 总结与展望

BIM技术作为现阶段桥梁建筑中的最新技术，其应用效果突出与可视化强等特点必定使得该项技术在未来建造工程中担负愈加重要的使命，虽然当前BIM在实际应用中会遇到对口软件、执行标准的缺乏，但是随着其施工应用的不断广泛，其功能必将逐渐完善，今后必将为建筑行业提供更大的帮助。

[1]刘智敏,王英,孙静,贾英杰,高日.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].北京交通大学学报,2015（06），80-84.

[2]李红学,郭红领,高岩,刘文平,韦笑美.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报,2012（06），48-52.

[2]钱枫.桥梁工程BIM技术应用研究[J].铁道标准设计,2015（12），50-52.

[3]高晶晶,邹俊桢,张金钥.BIM技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技,2016 （01），57-61.

[4]刘延宏.BIM技术在铁路桥梁建设中的应用[J].铁路技术创新,2015（03），47-50.

[5]胡杰.BIM技术在桥梁施工设计中的应用探索[J].铁路技术创新,2014（02），63-67.

TU7

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1007-6344（2016）04-0085-01