BIM技术在桥梁施工中的应用初探

汪玉容，甄映红

（凯里学院，贵州 凯里 556000）

1.引言

BIM(Building Information Modeling)是建筑信息模型化技术，其主要是以三维数字技术作为基础，并且集成建筑工程项目信息的工程数据模型，能够对于工程项目设施的实体与功能性以数字化的形式进行表达。BIM技术能够建立从项目的论证到项目的设计、准备、施工、投入使用、维护，直至最终拆除的全过程数据库，将整个项目全部过程各个不同阶段的工程信息等资源集成在一个模型中，并且对于项目的数据进行运用与共享，在任意阶段中进行提取、修改和更新信息，并且获得数据支持来实现整体项目的协同作业。

2.BIM技术概述

BIM技术及建筑信息模型，是上世纪70年代诞生于美国建筑业建筑施工管理理论和管理方法，其是将建筑设计、施工管理、项目协同、施工运营等诸多与建筑施工密切相关环节纳入管理范畴内，将建筑视为一个完整的生命体，通过合理规划、模型建构、协调运营的方式将建筑整体工程细化、量化，通过优化建筑施工的各个环节来推动建筑工程整体质量的提高。

现代BIM技术是在原始BIM技术基础之上结合了现代计算机技术、三维数字技术、多媒体建模技术基础上发展而来的一种信息化、数字化、集成化的建筑信息模型系统。将其搭载在计算机设备之上，通过专业的软件进行建筑信息数据编辑即可将建筑工程的数据信息转化为可视化的2D或3D模型，从而帮助设计师或工程施工人员进行工程方案设计或施工管理。

现代BIM技术将原有的需要实地考察的工作内容转化为可视化的信息数据，从而能够大大提高建筑工程作业的效率，因此在建筑业中广泛使用。截止到目前为止，在发达国家BIM技术已广泛应用于市政工程、道路交通、房屋建筑、开山探矿等工程作业中，成为了现代建筑工程施工、规划、设计、管理的首选技术手段。随着我国的经济发展、科技进步，BIM技术逐渐在我国建基建行业落地生花并取得了相应成效，在提高施工效率、完善工程质量管理中有着活跃表现。

3.BIM技术在桥梁工程中应用的现实价值

桥梁工程在现代建筑作业中极为常见，其是道路交通工程的重要内容也是连接多个道路工程的纽带。考虑到桥梁工程的结构特点，桥梁多为悬空结构，下方缺少承重结构，因此属于道路工程中较为脆弱的环节。一旦桥梁质量不过关，很容易在承重时发生探坍塌，从而引起一系列的事故，造成严重的人员伤亡和财产损失。因此桥梁工程质量极为重要，这不仅仅是为了保证桥梁功能性，更是为了保证国民的人身安全和财产安全。同时桥梁的设计同时涉及到力学、建筑力学、建筑学、美学、环境艺术设计等多学科内容，需要较高的专业技术支持，因此桥梁工程的整体施工难度较高，对规划、设计、施工管理等要求也较高。

通过BIM技术可以在实际施工前就对桥梁结构的稳定性和安全性进行模拟和厕所，从而在实际生产作业之前就筛查桥梁设计中存在的安全隐患，这样就能够保证后续施工中桥梁的整体质量满足日常需求，有效避免资源浪费并降低工程存在质量问题的发生率。

同时考虑到工程现场复杂的施工环境，在实际的桥梁工程施工过程中，环境很容易对工程施工产生影响，一定程度上也会对桥梁工程整体质量和施工进度造成不利影响。将BIM技术应用于桥梁工程后，可在BIM软件中对桥梁施工和现场环境进行双重模拟，通过模拟不同环境下桥梁工程施工情况，从而有助于设计师和工程管理者作出相应的设计调整或作业规划，从而有效降低环境对工程施工和工程质量的影响，保证工程整体质量。

4.BIM技术在桥梁施工中的应用

4.1 BIM技术在桥梁施工中的一般应用

BIM技术在现代桥梁工程中应用较为广泛，其最基本的应用形式就是通过BIM软件对桥梁工程进行虚拟构建和模拟，将工程相关数据输入到计算机内，相应软件可自动生产工程相关模拟仿真图，从而直观地显示工程整体设计情况、施工情况等。

BIM技术的仿真模拟与传统的建筑工程模型不同，BIM仿真模拟中可以准确显示工程结构的多层信息以及工程各环节之间的关联性，从而显示出工程整体的内在和外部表达的逻辑关系。简单来说，这种仿真模拟类似于俗语的“天人交战”，就是设计师或工程施工人员不用深入到工地现场就可在计算机软件上对工程施工整体进行逻辑性解剖，从而显示出工程从设计到规划、施工、验收各个环节，从而大大节约人力成本。并且这种模拟的可在短时间内再现工程整体，模拟效率极高。

BIM对桥梁工程的仿真模拟在非专业人士看来类似于动画电影，但在专业人士眼中，仿真模拟即工程实况。BIM技术建立起来的桥梁工程信息模型，能够有效反应模型对象中各个结构之间的关联特征，技术人员可以通过调整相应的参数来观察模型结构或功能变化，收集相应数据后专业技术人员就可根据数据信息进行技术测算以进一步完善工程设计或工程管理。同时在实际的施工过程中，如果遇到工艺问题也可通过BIM的仿真模拟技术做出相应规划和调整，只要将问题转化为工程数据并输入到计算机中，软件就可自动演示桥梁工程结构和功能变化，技术人员可根据模拟结果明确这种变化是否有合理，从而调整工程图纸或完善施工工艺，进一步促进桥梁工程质量提高。

4.2 BIM在工程设计中的应用

桥梁工程设计在基建行业中处于关键位置，桥梁工程设计的合理性直接决定了工程施工的合理性、工程结构的合理性，这不仅仅会影响到桥梁施工进度还会影响到桥梁工程整体质量。仿真模拟是BIM技术的基本功能，这一功能在工程设计中也有重要表现。BIM技术的仿真模拟不仅仅局限于工程自身，还可对工地环境进行模拟，只要将事先实地测绘的数据输入到软件内就可在计算机中做到环境再现，设计师则可以在不深入工程现场的情况下进行无限次的设计和尝试，并且在不断尝试中完善工程设计。同时设计师还可将工程施工对当地环境的影响加入到BIM的仿真模拟中，这对于工程施工人员对施工时的安全风险测算有着重要意义。

4.3 BIM在工程管理中的应用

在实际的工程作业中，桥梁工程并非单个单元工程，而是包括了桥面、桩基、梁体、基础等诸多工程单元，因此桥梁工程是一个多单位共同参与的多元工程。有些时候根据工程的大小，整个桥梁工程也会被划分为不同的工程阶段并分包给不同的工程队，对于各工程队之间的协调是桥梁工程管理的重要内容。BIM其也包含了建筑工程管理的环节，将BIM技术应用于工程施工有助于提高管理效率，促进各个施工单位之间的沟通、加强各个施工单位之间的协调性，从而实现精准沟通，以降低因施工人员不协调造成的工程误差。

同时BIM技术对各单位的协调管理不仅仅局限于企业外部，还可应用与企业内部。比如一个施工单位可以将所有参与工程的人员信息录入，然后演示施工现场，设计师就可根据这些内容及时作出调整和优化，从而大幅度提高团队的工作效率。

4.4 BIM在工程工艺管理中的应用

桥梁工程的工艺直接决定了桥梁工程质量和功能性特征，如果工艺不合理那么桥梁很容易存在安全问题，比如所用桩基张力不足、桥面荷载不足等，因此想要实现高质量施工，必须要对工程工艺进行严格管理。

将BIM技术应用于桥梁工程之后，设计师可以建立多个工艺施工模型，通过对这些施工模型的对比就可找到各种工艺的优势和劣势，从而有助于设计师找到最符合现场环境、最具备经济特征、最效率的施工工艺。同时施工人员可以根据BIM的可视化仿真模拟比对实际施工情况，从而实现精准施工、效率施工、安全施工。

4.5 BIM在工程进度管理中的应用

在工程施工中，进度管理也是工程管理的重要内容，但是在实际的施工过程中会遇到各种各样的问题，很难对施工进度进行精确控制管理。而进度管理不仅仅影响到工程施工，还会对工程成本产生影响，精确控制进度是每一个工程企业都应当重视的问题。

BIM技术的仿真模拟不局限于工程自身，还可对人员配置、设备运用、环境影响等进行综合模拟，工程管理者可在BIM中模拟施工的全过程，明确工程管理的各个细节，从而避免一些不必要的问题，最终有助于实现工程进度的精确管控。同时BIM技术独到的动态模拟可以做到一边施工一边调整细节，尤其是BIM对时间维度的模拟可加入环境因素的测算，对于工程资源分配、工程人员配置、工程时间运用均有所帮助，有助于工程施工效率的提高。

5.结语

BIM技术的运用可以保证桥梁施工的顺利进行，也能够保证桥梁的质量以及安全。该技术在桥梁施工中的应用可以克服大型工程所存在的弊端和不足，并且对桥梁技术是一次提高以及革新。对BIM技术在桥梁工程中的应用进行分析，不仅可以提高施工过程中的效率，还可以改善施工中存在的不足与缺点，保证施工的进度，使桥梁施工可以顺利完成，也提高了桥梁行业的工程质量和安全性能。这项技术会对桥梁行业起到革新性的变革，数据时代的到来使得BIM这项技术值得在全国的桥梁行业中得到大力推广。