基于BIM技術的橋梁可視化施工應用分析

劉耘

（廣東能達高等級公路維護有限公司，廣東 廣州 510000）

橋梁工程不僅是國家基礎交通建設中的一項重要工程，其質(zhì)量及安全性更關乎民生發(fā)展。為了更好地保證橋梁的質(zhì)量和壽命，有必要采用現(xiàn)代化的信息技術。目前，建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）在橋梁建設中處于起步階段，在實際應用中存在較多問題，如缺乏橋梁工程建設所需的完整系統(tǒng)框架、缺乏適用于現(xiàn)場作業(yè)流程的落地解決方案等，這使得BIM的數(shù)字化協(xié)同管理思想未能在橋梁建設期間充分體現(xiàn)。近年來，國內(nèi)研究人員針對BIM技術在橋梁工程施工中的應用提出了部分解決方案，但多數(shù)僅處于構思階段，尚未產(chǎn)生實際效益。因此，研究BIM理念在橋梁可視化施工過程中的應用具有重大意義。

一、橋梁工程施工中存在的問題

目前，橋梁工程在建設中存在的問題，主要包括以下幾方面。

（一）建設管理缺乏協(xié)同性

橋梁工程在施工時，各參建單位選擇的施工規(guī)范、技術標準存在一定差異，這使得各參建單位之間的數(shù)據(jù)處理技術存在較大不同。另外，在橋梁建設過程中，如果遇到突發(fā)性問題，各參建單位之間因缺乏協(xié)同性會導致相關信息出現(xiàn)誤差，進而對問題的處理結(jié)果產(chǎn)生干擾。

（二）造價信息缺乏時效性

橋梁結(jié)構的造價計算結(jié)果一般會受到各種外界因素影響，這使得材料指導價格和材料市場價格出現(xiàn)較大偏差，從而使得我國傳統(tǒng)橋梁在施工過程中的造價信息與實際情況存在一定差距。

（三）項目數(shù)據(jù)可共享能力差

橋梁工程建設工作繁瑣，各參建單位之間經(jīng)常出現(xiàn)建設信息混亂、信息傳遞不暢等問題，這使得橋梁工程建設問題不能得到及時解決，影響建設質(zhì)量。

二、BIM在橋梁工程的應用框架及建模平臺選擇

（一）應用框架

BIM技術應用于橋梁工程施工時，需要做好技術準備工作，收集整理地勘資料、施工圖紙、現(xiàn)場資料等。在資料收集完成后，需要按照結(jié)構、電氣等專業(yè)需求，構建橋梁工程的基礎模型。此外，還需要對模型進行分析和處理。

（二）建模平臺選擇

隨著BIM技術的快速發(fā)展，為BIM提供服務的平臺日益增加。目前存在的主流BIM服務平臺主要有Autodesk、Graph soft及Bentley等。

經(jīng)過調(diào)研分析可知，Autodesk平臺軟件的界面較為友好、開放程度大，且該平臺能很好地適應國內(nèi)的設計環(huán)境。因此，橋梁工程項目可以選擇Autodesk平臺開展施工模擬。與此同時，橋梁工程是一種特殊的工程，它不僅屬于道路工程的范疇，還是一種特殊的建筑物，需要從Autodesk平臺眾多軟件中挑選一種合適的軟件。Revit軟件主要用于建筑項目的設計施工。Civil 3D可用于交通項目、水利項目的建設。經(jīng)過一系列評估，在橋梁工程建模時選擇忽略橋梁的結(jié)構功能，采用Civil 3D軟件。

（三） BIM技術在橋梁工程施工中的應用優(yōu)勢

BIM技術的核心是將建設工程項目信息化、模型化，在橋梁項目施工過程中使用BIM技術，不僅能充分了解橋梁工程的施工成本、施工設備信息等，還能看到橋梁結(jié)構的組成部分和細部構造，進而全方位、多角度、立體化地展現(xiàn)橋梁工程的各個施工環(huán)節(jié)。BIM理念應用在橋梁工程項目施工過程中具有完備性、關聯(lián)性及可視化等諸多優(yōu)勢。

1.完備性

橋梁工程設計時的BIM模型不僅包括了幾何信息和拓撲關系的基本概況，還包括部分項目工程對象名稱、結(jié)構類型、使用材料、工程性能等設計信息。

2.關聯(lián)性

橋梁工程設計時的BIM模型里的對象是相互關聯(lián)的，系統(tǒng)可以對BIM模型的相關信息統(tǒng)計、分析，并生成相應的圖形和文檔。如果BIM模型中的一個對象出現(xiàn)變化，與之關聯(lián)的其它對象也會同時改變。另外，該模型的全部信息均能保持完整性和即時性。

3.一致性

橋梁工程的BIM模型信息在全生命周期內(nèi)的不同階段是保持一致的，同樣的信息不需要反復輸入。此外，BIM模型可以實現(xiàn)自動演化的功能，同一對象在不同階段能修改、擴展，不需重新創(chuàng)建，這減少了BIM模型因信息不一致所產(chǎn)生的誤差。

此外，BIM技術應用于橋梁結(jié)構的設計過程中，還具有模擬性、協(xié)調(diào)性、可出圖性等優(yōu)點。設計人員能在橋梁結(jié)構三維信息模型的基礎上添加其它的條件將其變成4D施工模式，在4D基礎上添加造價成本開展5D模擬，從而確保橋梁工程的施工方案和成本控制措施得以順利實施。

三、BIM技術在橋梁可視化施工中的應用

（一）基于BIM技術的橋梁施工進度對比

基于BIM理念的橋梁施工進度計劃，并集合甘特圖與建筑信息模型特點，在此基礎上考慮時間維度影響，生成4D信息模型。橋梁工程施工4D模型能更好地表示工程施工量的變化，同時項目施工管理人員能利用圖形、模型、動畫等對計劃進度與橋梁工程的實際施工進度進行對比分析。這樣能明確橋梁工程施工過程中的不足，提出解決方案。值得注意的是，在利用BIM軟件開展橋梁工程施工進度計劃編制作業(yè)時，應注意WBS（工作分解結(jié)構）程度和前后施工作業(yè)類型的鏈接關系，避免出現(xiàn)工藝顛倒現(xiàn)象。

（二） 基于BIM技術的橋梁工程計量

傳統(tǒng)橋梁項目工程計量由于技術上的局限性，一般使用word或Excel文檔形式計算和保存，這樣得到的數(shù)據(jù)通常是孤立存在的，并增加了后期項目計算的難度。BIM技術在數(shù)據(jù)集成處理方面有較大優(yōu)勢，BIM數(shù)據(jù)庫不僅能覆蓋橋梁施工全生命周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，而且任何參與單位都能數(shù)據(jù)共享。因此，橋梁項目在建設時，可以依靠BIM在信息處理方面的優(yōu)勢，建立材料與價格的鏈接。這樣不僅能提高橋梁項目工程計量的準確性，還能提高造價計算效率，減少人工成本消耗。

（三）基于BIM技術的橋梁安全控制

BIM技術橋梁安全控制核心控制點主要分為BIM安全技術交底、安全設施三維布置兩方面。利用BIM技術在橋梁項目建設過程中進行安全控制時，需要注意重大危險源，并建立預警機制，在特定工序開始前，利用BIM施工工藝模擬視頻開展技術交底作業(yè)。

1.BIM安全技術交底

橋梁工程建設時的關鍵環(huán)節(jié)在于施工一線人員，BIM安全技術交底能提高施工人員的安全意識，幫助施工人員更好地了解施工細節(jié)，從而避免認知盲區(qū)。同時，BIM信息模型能直觀展示橋梁項目施工過程中的重點和難點，為施工管理人員和施工工人提供可視化平臺，保證施工操作透明，節(jié)約成本和工期。

橋梁工程圍堰施工三維技術交底

2.安全設施三維布置

橋梁工程BIM模型可以將變電箱、滅火器、自來水閥門等重要安全設施布置在醒目位置，在發(fā)生危險事故時，施工管理人員能更快速地尋找到有效的解決方案。