基于BIM技术的桥梁可视化施工应用分析

刘耘

（广东能达高等级公路维护有限公司，广东 广州 510000）

桥梁工程不仅是国家基础交通建设中的一项重要工程，其质量及安全性更关乎民生发展。为了更好地保证桥梁的质量和寿命，有必要采用现代化的信息技术。目前，建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）在桥梁建设中处于起步阶段，在实际应用中存在较多问题，如缺乏桥梁工程建设所需的完整系统框架、缺乏适用于现场作业流程的落地解决方案等，这使得BIM的数字化协同管理思想未能在桥梁建设期间充分体现。近年来，国内研究人员针对BIM技术在桥梁工程施工中的应用提出了部分解决方案，但多数仅处于构思阶段，尚未产生实际效益。因此，研究BIM理念在桥梁可视化施工过程中的应用具有重大意义。

一、桥梁工程施工中存在的问题

目前，桥梁工程在建设中存在的问题，主要包括以下几方面。

（一）建设管理缺乏协同性

桥梁工程在施工时，各参建单位选择的施工规范、技术标准存在一定差异，这使得各参建单位之间的数据处理技术存在较大不同。另外，在桥梁建设过程中，如果遇到突发性问题，各参建单位之间因缺乏协同性会导致相关信息出现误差，进而对问题的处理结果产生干扰。

（二）造价信息缺乏时效性

桥梁结构的造价计算结果一般会受到各种外界因素影响，这使得材料指导价格和材料市场价格出现较大偏差，从而使得我国传统桥梁在施工过程中的造价信息与实际情况存在一定差距。

（三）项目数据可共享能力差

桥梁工程建设工作繁琐，各参建单位之间经常出现建设信息混乱、信息传递不畅等问题，这使得桥梁工程建设问题不能得到及时解决，影响建设质量。

二、BIM在桥梁工程的应用框架及建模平台选择

（一）应用框架

BIM技术应用于桥梁工程施工时，需要做好技术准备工作，收集整理地勘资料、施工图纸、现场资料等。在资料收集完成后，需要按照结构、电气等专业需求，构建桥梁工程的基础模型。此外，还需要对模型进行分析和处理。

（二）建模平台选择

随着BIM技术的快速发展，为BIM提供服务的平台日益增加。目前存在的主流BIM服务平台主要有Autodesk、Graph soft及Bentley等。

经过调研分析可知，Autodesk平台软件的界面较为友好、开放程度大，且该平台能很好地适应国内的设计环境。因此，桥梁工程项目可以选择Autodesk平台开展施工模拟。与此同时，桥梁工程是一种特殊的工程，它不仅属于道路工程的范畴，还是一种特殊的建筑物，需要从Autodesk平台众多软件中挑选一种合适的软件。Revit软件主要用于建筑项目的设计施工。Civil 3D可用于交通项目、水利项目的建设。经过一系列评估，在桥梁工程建模时选择忽略桥梁的结构功能，采用Civil 3D软件。

（三） BIM技术在桥梁工程施工中的应用优势

BIM技术的核心是将建设工程项目信息化、模型化，在桥梁项目施工过程中使用BIM技术，不仅能充分了解桥梁工程的施工成本、施工设备信息等，还能看到桥梁结构的组成部分和细部构造，进而全方位、多角度、立体化地展现桥梁工程的各个施工环节。BIM理念应用在桥梁工程项目施工过程中具有完备性、关联性及可视化等诸多优势。

1.完备性

桥梁工程设计时的BIM模型不仅包括了几何信息和拓扑关系的基本概况，还包括部分项目工程对象名称、结构类型、使用材料、工程性能等设计信息。

2.关联性

桥梁工程设计时的BIM模型里的对象是相互关联的，系统可以对BIM模型的相关信息统计、分析，并生成相应的图形和文档。如果BIM模型中的一个对象出现变化，与之关联的其它对象也会同时改变。另外，该模型的全部信息均能保持完整性和即时性。

3.一致性

桥梁工程的BIM模型信息在全生命周期内的不同阶段是保持一致的，同样的信息不需要反复输入。此外，BIM模型可以实现自动演化的功能，同一对象在不同阶段能修改、扩展，不需重新创建，这减少了BIM模型因信息不一致所产生的误差。

此外，BIM技术应用于桥梁结构的设计过程中，还具有模拟性、协调性、可出图性等优点。设计人员能在桥梁结构三维信息模型的基础上添加其它的条件将其变成4D施工模式，在4D基础上添加造价成本开展5D模拟，从而确保桥梁工程的施工方案和成本控制措施得以顺利实施。

三、BIM技术在桥梁可视化施工中的应用

（一）基于BIM技术的桥梁施工进度对比

基于BIM理念的桥梁施工进度计划，并集合甘特图与建筑信息模型特点，在此基础上考虑时间维度影响，生成4D信息模型。桥梁工程施工4D模型能更好地表示工程施工量的变化，同时项目施工管理人员能利用图形、模型、动画等对计划进度与桥梁工程的实际施工进度进行对比分析。这样能明确桥梁工程施工过程中的不足，提出解决方案。值得注意的是，在利用BIM软件开展桥梁工程施工进度计划编制作业时，应注意WBS（工作分解结构）程度和前后施工作业类型的链接关系，避免出现工艺颠倒现象。

（二） 基于BIM技术的桥梁工程计量

传统桥梁项目工程计量由于技术上的局限性，一般使用word或Excel文档形式计算和保存，这样得到的数据通常是孤立存在的，并增加了后期项目计算的难度。BIM技术在数据集成处理方面有较大优势，BIM数据库不仅能覆盖桥梁施工全生命周期内的所有数据，而且任何参与单位都能数据共享。因此，桥梁项目在建设时，可以依靠BIM在信息处理方面的优势，建立材料与价格的链接。这样不仅能提高桥梁项目工程计量的准确性，还能提高造价计算效率，减少人工成本消耗。

（三）基于BIM技术的桥梁安全控制

BIM技术桥梁安全控制核心控制点主要分为BIM安全技术交底、安全设施三维布置两方面。利用BIM技术在桥梁项目建设过程中进行安全控制时，需要注意重大危险源，并建立预警机制，在特定工序开始前，利用BIM施工工艺模拟视频开展技术交底作业。

1.BIM安全技术交底

桥梁工程建设时的关键环节在于施工一线人员，BIM安全技术交底能提高施工人员的安全意识，帮助施工人员更好地了解施工细节，从而避免认知盲区。同时，BIM信息模型能直观展示桥梁项目施工过程中的重点和难点，为施工管理人员和施工工人提供可视化平台，保证施工操作透明，节约成本和工期。

桥梁工程围堰施工三维技术交底

2.安全设施三维布置

桥梁工程BIM模型可以将变电箱、灭火器、自来水阀门等重要安全设施布置在醒目位置，在发生危险事故时，施工管理人员能更快速地寻找到有效的解决方案。