BIM 技术在桥梁工程施工阶段的应用及其优势

余拥华

（安徽升建工程管理有限公司，合肥230012）

1 BIM 技术的基本理论

1.1 BIM 技术的基本概念

BIM 以数字技术为基础，把所有的工程信息整合起来，集成了建筑工程中所有项目的相关信息，并用数字进行描述，建立一个共同的平台，实现信息共享和协作处理的功能[1]。将所有工程进行信息化处理，形成了一个工程的数据库，并且都可以进行读取，获取对自己有用的信息。这些信息包括建筑物结构的尺寸、配筋以及材料等，贯穿于整个工程的生命周期。

工程实施前，建立一个BIM 模型，这个模型不仅可以用于设计阶段，还可以用于施工阶段、运营管理阶段，具体到工程出图、工程量统计、成本计算、工程方案模拟等。

1.2 BIM 的特征

一个完善的信息模型，可以能够连接施工、管理和运营各个阶段，掌握不同的数据信息，形成完善的项目信息，本文通过参考多篇文献中关于BIM 的知识，总结了BIM 的特征。

1）模型的信息化：BIM 技术就是把建筑工程中所有的对策用参数来表示，用参数构成建筑工程中的要求，这样信息就不会有损失，也不会变样，保持数据的准确性。如图1 所示为传统CAD 软件与BIM 软件所包含建筑信息的比较。

2）模型的3D 参数化：三维参数化设计不同于传统的CAD，他不是由点、线、面组成，而是由各种参数构成了建筑图像，保持了模型传输的准确性，提高了模型的准确性，保证了施工的安全和稳定。

3）模型信息的完整性：模型信息都是收集工程的重要信息，然后进行整合，尤其是建筑的结构形式和材料等，对工程的运营产生很大的影响，并且运用BIM 技术，还可以实时地关注工程的进度和材料的使用情况，及时掌握工程的工期，对工程成本也有了很大的控制。

图1 传统CAD 绘图软件与BIM 软件所包含建筑信息的比较

4）遵照统一标准：BIM 技术有共享功能，就必须遵守统一的标准，实现数据的准确传递。所有使用BIM 技术都是和国际接轨的，按照国际的标准执行，同时按照某种固定的形式，读取现有的数据，并对数据进行标准化处理，准确地传输到下一个程序。

5）协同作业：BIM 技术实施可以提高整个工程行业产业链中各个环节的质量，实时地对工程进行监督，并且多行业协同作业，工程中每一个专业都互相配合，一个工程的完成，需要施工单位和设计单位的配合，供应商和施工单位的配合以及监理和施工单位的合作，需要很多专业、很多单位都参加，这就需要各个专业和单位多配合，及时地分享最新的进展，以免由于沟通不及时造成经济损失，并且影响施工周期，严重时会造成一定的安全隐患[2]。

2 BIM 技术在桥梁工程施工阶段的应用优势

施工阶段主要是和业主签完合同到工程结束这段时间。但在桥梁工程项目实施中，每一个分部分项工作都有一定的施工顺序，按照施工步骤开展的。对于桥梁工程，施工准备阶段最主要的任务就是具有技术条件和物质条件，合理地规划场地，安排必要的人员，并且一些大型机械进场，随时准备施工。施工准备阶段BIM 的应用主要是施工现场临时设施规划以及大型预（构）制件加工及运输[3]。

2.1 基于BIM 技术的施工深化设计

深化设计就是在设计单位出具的图纸上，结合施工的具体情况，对图纸进行细化和补充，避免施工过程中存在的问题。在桥梁工程中，设计单位最终会出具施工图纸，把每一个细节都画到位、表达清楚，但由于实际情况的变化，如地基土质发生变化等，都需要对基础进行变更。

桥梁的设计都是根据外在荷载精心计算的，如果在施工过程中不注意施工的准确性，桥梁的受力形式和传力途径都会发生变化，可能会发生一些安全事故，甚至会对桥体产生很大的影响，造成一定的安全隐患。一旦利用BIM 技术，将施工过程中的每一个细节都进行数据化，这样就会大大减少图纸交底的次数，避免由于工作不到位产生的工作量，从而降低施工效益，延长施工周期。

2.2 以BIM 技术为基础对施工方案进行模拟

在桥梁工程施工过程中，以BIM 技术为基础对施工方案进行的模拟就是在现场实践难度系数较高的工艺及过程复杂的工艺等条件下，应用BIM 技术将图纸、构件以及施工现场等制作成建筑信息模型，同时，把工艺、计划方案等进行有机结合并把模型制作成有指导作用的演示文件，从而进行模拟施工，最终达到现场指导施工的目的。桥梁三维模型和施工方案的有效结合，制订一些特定的虚拟环境，发现在施工过程中会存在哪些问题。施工管理人员可以根据直观、生动的过程进行施工模拟，并在此模拟过程中针对预制构件的程序吊装是否恰当、复杂结构的施工工序是否符合施工管理等存在的问题展开合理的探讨与分析，从而完善施工方案。

2.3 以BIM 技术为基础进行施工现场的临建规划

优秀的施工企业对于施工文明安全建设的追求一直以来都是施工场地标准化建设，施工单位定时地对施工现场进行管理，施工有顺序地进行，可以节约施工单位的成本，提高企业的收益。利用BIM 技术，切实建设虚拟施工现场环境，管理和调整场地临时道路和不同施工设施材料的摆放位置，增加施工的目标性。另外，还可以通过建立一些虚拟的环境运行，发现在工作中存在的问题，及时地制订方案进行弥补，减少错误的发生。

2.4 以BIM 技术为基础进行预制构件的改造与传送

大型预制构件在桥梁工程中应用广泛，大多工程项目在施工过程中局限于场地因素和经济因素，一般不会在施工现场建设一些预制场地，尤其是一些大型的工程，预制构件都很大，所占的空间和质量都很大，也由此能看出运输预制构件的困难程度，因而很多施工企业倾向于在预制构件厂商中进行定制或直接采购已生产构件。然而当前设计部门与预制构件厂商存在的主要问题是双方缺少足够的交流，构件厂商在生产过程中遇到的不解在通过施工企业传送给设计部门的期间往往出现延期、误传以及施工企业变化等情况，这些都在不同程度上对预制构件的产品效能产生影响。BIM 技术可以为预制厂商提供很多信息，提高厂商的工作效率和准确性。首先，设计部门和施工企业依据框架协议，有权将参数变化和现状需求通过端口的传送给预制构件厂商，实现数据资源共享；其次，通过BIM 模型实现构件详细资料的三维重现，这样预制构件生产商就能准确获得构件的信息，工作中也不会犯一些由于交流不顺畅产生的误差，从而达到企业的可视化标准。

2.5 施工实施阶段中BIM 技术的应用

国内施工行业未来的发展趋势为以信息化和精准化带动该行业的工业化管理，倘若在施工准备阶段就对施工作业模型进行建设，那么，在桥梁施工实施阶段就能有效与BIM 管理技术进行一定的结合，从而做到对施工过程中的进度调控和资源改善，科学安排施工进度，及时发现问题，并制订准确的解决方案，从而减少工程周期，节约成本。此外，将施工现场进程与优化后的施工策划进行比较，切实做到人力、设备、材料、标准、环节的协调配置，对工程造价和施工进程进行调控，故而BIM 技术能够帮助施工人员及时有效地发现过程中的安全和质量问题，加快建筑施工行业工业化进程速度。

3 结语

BIM 技术在桥梁工程中的施工模拟、构件运输、造价管理和质量管理等方面发挥了巨大的作用。通过把BIM 技术运用到桥梁工程施工过程中，掌握施工中出现的问题，及时地提出解决措施。建筑信息模型化不仅可以实时地对工程进行掌控，保证工程质量和工期的完成，同时，还能够及时地发现施工过程中存在的问题，并结合现场实际情况进行模拟光照等，经过分析BIM 技术在桥梁工程施工过程中的作用，发现建筑信息模型化可以促进建筑业的转型，加快建筑行业规范化的进程，提高工作质量和公司竞争力。因此，发展BIM 技术，对整个工程技术的发展起到很大的促进作用。