BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用及其优势

谷杰敏

(山西路桥第八工程有限公司，山西 运城 044000)

1 BIM技术的特征

(1)协调性，BIM技术可对建筑项目中出现的管线布置不合理等问题提出可行性建议，以此达到最佳协调效果。尤其在桥梁工程施工阶段，交叉作业内容较为复杂，若能依靠BIM技术开展施工项目，可促进各施工主体的协调配合。

(2)可视化，BIM技术可根据建筑项目中的具体施工要求以及施工图纸建立三维模型，以此帮助管理人员实现可视化操作，降低施工阶段的失误率。

(3)优化性，BIM技术可针对建筑结构进行二次深化设计，以便在原有施工方案基础上予以优化，并且可从几何规则、物理信息等部分进行细化处理，最大化提升施工质量。

(4)模拟性，BIM技术可对施工现场涉及到的各个场景予以模拟，包括桥梁节点的设计、建筑稳定性的验证等，以此经由模拟化操作确定施工方案是否合理。

2 BIM技术在桥梁工程施工阶段的优势

2.1 增加施工管理规范性

BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用，可实现施工管理事项的规范化发展，并且可将施工技术转化为可视化数据，以便制定出更加完善的施工方案。

2.2 降低施工方投入成本

桥梁工程施工单位在具体施工期间应用BIM技术，可适当降低投入成本，由此在缩短施工周期的基础上提高施工方的经济效益。因此，BIM技术在桥梁工程施工阶段有着显著的应用优势。

比如在广西巴更大桥中，在BIM技术的协助下共计为施工单位节约了100万元的投入成本，其施工时间也缩短了83 d。此外，在该项目中，还运用BIM技术加强了参建方的沟通效果，最终促使该项目成为首届中国建筑行业BIM大赛冠军。

2.3 实现项目可视化分析

在桥梁工程施工阶段若能应用BIM技术，可在原有基础上实现项目的可视化分析，包括在桥梁材料的选择以及桥梁结构的设计方面均可转化为三维立体模型，进而在可视化环境下，降低桥梁施工难度。尤其在装配式桥梁项目中，可对预制构件的科学性加以验证，由此提高桥梁施工水平。

3 BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用要点

3.1 构建桥梁工程BIM模型

桥梁工程作为我国建筑行业的重要组成部分，它的建设质量直接影响着我国交通状态，甚至会对人车出行安全产生密切关联。因此，在桥梁工程施工阶段要想保证桥梁施工质量，应善于应用BIM技术。在具体操作期间，应先行根据桥梁工程的施工要求构建BIM模型，便于从模型中观察桥梁结构特征。

其主要步骤包括以下三点：(1)相关人员需要借助CAD制图软件绘制桥梁工程的施工图；(2)结合施工图构建三维模型，并运用“碰撞检查”检测施工图是否符合实际施工要求；(3)根据施工图上的具体标识建立桥梁模型，尤其针对桥梁结构部分，务必保证BIM模型的细致化，由此增加BIM技术的可用性。

比如在泸通长江大桥项目中，在主航道桥上重点采用了BIM技术，并在后期对长达11.072 km的全桥建立了BIM模型。同时，还对此项目中应用的“箱桁结构”进行了全面管理，由此证实BIM技术的确可对桥梁施工工程质量的提升提供重要助力，并且还可搭配“GIS”系统对桥梁工程中各构件的位置进行确定，最终促使整个工程项目突显出一定的数字化管理优势。此外，在该项目中还借助BIM技术实现了LOD精准定位，由此杜绝施工方反复建模现象，在具体分析中，两种结构在BIM模型对比中以LOD300作为最优模型构建深度，如表1所示。

表1 泸通长江大桥BIM模型LOD建模深度规定

3.2 科学制定BIM应用方案

在桥梁施工过程中，要想确保BIM技术展现出显著优势，应科学制定应用方案，以此逐步完成BIM技术操作任务，并为桥梁工程施工人员提供重要的参考依据。

以徐州桥梁工程为例长为586 m且工期在32个月、总造价为3.13亿元，在该项目中，主桥选用的建筑结构为“斜拉式”，其箱梁结构为“单箱三室”。为了确保该项目在造价标准下拥有良好的施工质量，着重在模板受力方面应用BIM技术，并结合BIM技术的分析结果对模板施工方案进行了微调，由此增加了模板强度，促使整个桥梁工程在稳定的模板辅助下始终保持良性状态。只有在塔身模板施工中降低胀模状况的出现，才能提升施工质量。在实际操作中，由于整个桥梁工程中的桥面宽度高达38.5 m，故而在具体施工阶段需要依靠BIM技术把控桥面的抗压强度。经过分析后发现桥面可承载150 MPa的荷载，由此确定在竣工后桥面具有一定的稳固度。

3.3 精准模拟施工现场环境

在桥梁工程施工中应用BIM技术时，还可对施工现场的具体环境加以模拟，以此为参建主体的协调工作起到一定的促进作用，避免出现承包方、施工方沟通不到位后果，降低工程项目的可控度。一方面，它可对桥梁工程施工阶段涉及到的钢筋、混凝土等材料的实际使用数量进行合理配置，避免增加施工方材料采购资金负担。另一方面，可在协同作业的基础上保证施工安全性。

比如在桥梁施工中要求塔式起重机的尾部与施工区域的间距应高于0.6 m，且臂端与其余起重机的距离也应保持在2 m之上。对此，可依据BIM技术对施工环境的潜在安全隐患进行评估，包括是否在危险区域内存在人员停留或违规操作行为，进而避免发生安全事故，最大化保障施工人员的人身安全。因此，桥梁施工阶段可运用BIM技术对现场环境予以模拟，便于从安全分析数据中实现施工现场的合理化控制。

3.4 打造施工全面管理模式

BIM技术的应用可对桥梁工程施工中的施工进度、施工材料、施工成本等部分实施全过程管理，由此确保桥梁工程在其施工部分能够始终处于良好的管理状态下。其中在施工进度管理工作中，管理者可加强施工规划与施工周期的关联，一旦出现工期延长或提前现象，将立即给出预警，以此帮助管理者重新调整施工方案。

而在施工材料管理期间，BIM技术可明确给出具体的材料用量，并对材料的尺寸给出详细规定，降低后续工程返工率。至于施工成本的管理，BIM技术的应用可在节能前提下为施工方设置“分段式”资金需求计划。此外，还可运用无人机依据BIM技术对桥梁工程量进行计算，这样一来，可有效加强工程管理效果，避免因管理不到位而造成桥梁质量受损或面临巨大亏损问题。同时，在预留孔与净高分析中也有着较为显著的实用价值。基于此，桥梁工程在实际施工阶段理应扩大BIM技术的应用范围，最终促使我国建筑行业不断朝着信息化、智能化方向发展，满足时代发展需求。

4 结 论

综上所述，在桥梁工程施工阶段若能充分应用BIM技术，不但有利于提高施工管理水平，而且还可规避不必要的施工风险，以此增加施工安全性。对此，应从构建BIM模型、制定BIM应用方案、模拟施工现场环境、打造全面管理模式等方面着手，促使我国桥梁工程施工内容得到有效落实，促进建筑业的兴旺发展。