BIM技术在桥梁施工中的应用

刘运民

中铁七局集团武汉工程有限公司，湖北武汉 430074

建筑信息模型技术目前在世界很多领域中都得到了应用，尤其在工程建设领域中发挥着重要的作用和价值。BIM技术目前不仅可以实现设计方案的优化和创新设计，还可以帮助施工方确定实际施工所需的成本。建筑信息模型技术对于桥梁施工的影响还体现在能够帮助施工方控制施工进度，明确施工的重难点，有利于施工单位获得最大的经济利益。

1 BIM技术在桥梁施工中的应用难点

1.1 建立精确的三维设计模型

三维设计具有集成化的特点，建立三维设计模型需要确保每一个环节的数据都准确无误。而且通常按照要求以各专业或者各分包商的方式来组装设计模型。基于这样的标准让三维设计软件的选择变得具有了难度，需要充分考虑到各个专业的特点和要求，还要掌握设计软件的格式，难度非常大。

1.2 合理管理和使用施工资料

桥梁施工项目的规模通常都很大，而且不同的阶段承建的单位不一样，导致信息沟通不够流畅。加之信息沟通过程当中的数据信息量会出现不断增加的现象，处理这些数据需要体现高效性，要保证每一项数据都能够有据可查，并且要准确无误，这是建立三维设计模型的另外一个难点。

1.3 参与方完成协同管理工作

桥梁施工项目的施工方非常多，每一个参与方所处的地点不同，沟通起来具有难度，各个参与方的工作人员之间很难协同高效的工作。利用BIM技术建立桥梁三维模型，要形成完整且精确的BIM模型需要综合考虑到参与方的问题，所以具有难度。

1.4 施工控制以及监测方面存在的难点

桥梁施工项目规模不仅大而且风险也很高，利用BIM技术模拟施工过程和现场可以降低施工的难度并有效控制施工所需的成本。BIM技术实践中最大的用处是针对施工项目进行监测，及时掌握施工过程中存在的问题，并及时通过BIM模型进行分析，减少施工过程中的误差等。

2 桥梁施工中应用BIM技术的策略和建议

2.1 建立桥梁BIM模型

利用通用的信息建模工具建立桥梁主跨模型，也可以将其看作是桥梁特定结构的建模，包括了主跨钢箱梁以及索结构等。除此之外，建立桥梁BIM模型还要利用bridgemaster针对连续箱梁和连续钢构进行详细地设计，使其能够通过具体的软件形成可视性较高的钢束模型以及桥梁构造。碰撞检查非常重要，利用三维配筋软件，建立起三维配筋模型，之后再进入到碰撞检查的环节当中。

2.2 管理桥梁施工资料

桥梁施工项目的信息数据很多，包括了参与方相关的文件资料，以及桥梁的设计方案图纸，各种材料以及器具的使用说明书，施工相关合同等。这些资料众多，需要进行科学管理才会达到高效传递的效果。同时要保证这些资料和数据版本一致，各项记录都能够随时调取。建立BIM模型之后能够发送到移动设备端，便于利用和查看。

2.3 提升参与方协同工作管理效率

参与方之间的协同工作能够提升桥梁施工的质量。参与方包括业主、桥梁设计方、监理单位、材料供应分包商等。协同工作要求各个参与方都能够及时准确地传递信息和数据，按照规定的步骤和模式参与并完成工作。实施过程当中还要交流配合调整协同的方式，及时发挥BIM技术在桥梁施工中的作用和价值。可以利用软件建立起参与方的协同平台，确定管理的内容以及核心。这一平台可以促进参与方之间的交流和沟通，方便各项信息落到实处，控制信息的及时性和准确性。从而真正实现提升桥梁施工效率的目标。

2.4 完成碰撞检查

BIM技术在桥梁施工中的应用需要合理控制各个环节，把握好重难点，掌握桥梁施工项目的具体内容。在此基础之上才可以利用软件达成各项目标。三维模型建立起来之后需要加以利用才能够使其具有价值，也才能够真正地产生促进桥梁施工的效果。三维模型的浏览通常需要借助navigator实现，这种软件可以针对已经建立的三维模型完成各个子模型之间的碰撞检查工作。同时还能够利用这一软件达到检查内部钢筋和钢束状态的目的，继而完成碰撞检查工作。通常现代施工单位在进行桥梁施工之前都会建立起BIM模型，利用它来提前获取设计中存在的不足和问题，及时加以调整。这样才可以使每个环节的质量都达到标准，使最终落实到实践之中之后桥梁的质量符合预期，经得起考验，保证人们的出行安全。

2.5 模拟并分析施工进度

施工进度的控制有利于施工单位控制施工成本获得最大经济利益，而实现这一目标需要借助BIM技术完成，利用三维模型针对桥梁项目的施工进度加以分析和模拟。在此之前要与设计单位提供的设计单位中明确桥梁项目施工的预期进度和计划。在此基础之上才能够进行施工进度的模拟和分析，其中软件navigator可以实现4D施工模拟。通过它进行分析桥梁项目的施工进度计划方案的可操作性，利用这一软件也能够发现施工计划进度方案中存在的问题和不足之处。不仅如此，通过模型的分析和模拟还能够及时检查出施工计划方案各个环节之间可能存在的矛盾。有了这些基础的信息数据支撑之后还可以控制材料成本，根据施工单位所提供的施工方案确定桥梁项目施工所需的费用成本。通过落实每一个施工环节的质量来控制施工成本是当前建筑单位的主要方法，在实践中取得了不错的成绩。

2.6 管理桥梁施工现场

桥梁施工难度大、规模大，需要充分的准备，还要准备符合要求的材料和器具才可以保证桥梁最终的质量达到了标准。BIM技术在桥梁施工中的应用体现在它可以事先预演桥梁施工的环节，预演得出的数据能够再次被应用到具体的桥梁施工项目当中，有助于设计单位及时发现施工方案中存在问题和不足之处，并结合建筑信息模型完成修改和完善。管理桥梁施工现场也可以应用到BIM技术，具体在应用的时候需要结合microstation软件，利用这一软件进行施工现场模型的构建。具体来讲，就是可以根据桥梁施工单位的要求以及提供数据资料针对桥梁施工现场的工况进行模拟，发现存在的问题，还可以在此基础之上针对施工设备进行规划，确定每一个环节的施工方案。另外，桥梁施工中经常会用到大型机械设备，这些机械设备在应用时所占据的空间大，会对施工形成直接影响，尤其是在运行的过程当中会占据很多的空间。为此要利用软件建立模型预演大型机械设备的运行情况，从而确定大型机械设备的安全运行空间，以确保在正式施工当中大型机械设备的应用不仅安全而且高效。

2.7 管理桥梁工程成本

桥梁项目的施工成本必须得到有效控制才能够令施工单位获得经济利益，也才有利于经济的发展和进步。目前项目成本的控制仍然是工程建设单位面临的难题，尽管有了BIM技术的支持但是在实践中这种问题还是存在。我国很多施工单位还在利用传统技术手段控制施工成本，在图纸以及相关的数据资料分析和处理上缺乏科学性，信息之间的关联性被忽视了，导致最终的成本存在很多的误差。利用BIM技术进行成本控制可以清晰化桥梁项目的属性，明确各个组成构件发挥的作用和价值。通过这样的处理和加工最终得出的设计模型的工程数量会更加准确，还可以准确计算出桥梁施工阶段中材料的实际消耗量。实际消耗量被确定为无误的状态下之后就可以按照数据采购和领购材料，采购的成本就得到了完全控制，不会浪费材料，对于控制成本具有重要意义。

2.8 控制并监测施工

利用桥梁结构计算分析软件能够控制并监测桥梁施工过程。具体操作当中桥梁的结构线形控制、应力控制以及稳定性控制属于最为关键的几个部分，其中悬索桥施工控制监测是重点。施工控制模块能够根据已经输入的数据和信息就装配顺序进行计算，确定设计荷载，掌握结构的位移以及变形情况。具体来讲，主要是掌握整个施工装配过程，针对桥梁结构中会发生大位移的部分进行分析和研究。施工装配件在不同的阶段当中对接的方式有所不同，一种是面面对接，一种则是线面对接，模拟的时候要控制精准度。为了提高模拟的效果，往往需要模型构建技术人员针对装配阶段的首尾节点与单元本身位移之间的差值加以确定，这样才可以达到修正单元之间的扭转的目的。我国的桥梁建设单位在构建模型阶段中往往存在很多的问题，比如不够重视多种模型的建立，不够重视比较等。为了提高桥梁的施工质量，要及时解决这些问题，重视每一个环节的工作。

3 结语

我国目前建筑信息模型技术的应用水平已经有了很大程度地提高，在实践中发挥了很大的作用。但是从一些具体的应用环节可以看出仍然存在诸多的问题，这些问题的解决依赖于科学技术的发展。发达国家的科学技术的水平较高，BIM技术的应用水平远远高于我国，今后我国仍然需要积极学习国际先进技术和经验，结合我国的实际情况优化建筑信息模型技术。