BIM技術(shù)在市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用

盧韓

摘? ? 要：隨著我國(guó)交通建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，橋梁建設(shè)工程越來(lái)越多，對(duì)于施工技術(shù)的要求也逐漸提高。橋梁工程中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，利用鋼結(jié)構(gòu)本身優(yōu)勢(shì)來(lái)提高工程質(zhì)量，縮短工期等。但市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中卻也存在一些問題需要解決，面對(duì)這些問題通過(guò)BIM技術(shù)的引進(jìn)則能夠很好地解決或規(guī)避，而本文便針對(duì)BIM技術(shù)在市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中的應(yīng)用展開論述，提出了相關(guān)的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);鋼結(jié)構(gòu);市政橋梁工程

1? 引言

在市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的橋梁較為復(fù)雜，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)與規(guī)劃階段便存在許多難題，而BIM技術(shù)的引進(jìn)則有效解決了這些問題，同時(shí)也為工程的各個(gè)開展階段提供了很好的便利，起到了明顯的輔助作用。BIM技術(shù)便是利用三維建筑模型建設(shè)以及數(shù)據(jù)分析模塊來(lái)為鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的決策與開展提供更加直觀的數(shù)據(jù)支持，還能夠有效降低設(shè)計(jì)階段與施工階段存在的偏差問題，提高設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性，和施工流程的有序性。

2? 市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中BIM技術(shù)的作用

BIM思想是由上個(gè)世紀(jì)70年代時(shí)在美國(guó)產(chǎn)生，當(dāng)時(shí)在歐洲國(guó)家具有非常普遍的應(yīng)用。相比之下，我國(guó)對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用與研究起步較晚，目前仍然處于開發(fā)和探索過(guò)程中，尤其是鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)仍然稍顯不足。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)得知，我國(guó)路橋工程及市政橋梁工程中，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的占比只有2%左右，而在美國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的占比卻已經(jīng)達(dá)到了33%……，日本國(guó)家則占比41%。近幾年，橋梁工程的材料成本與人工成本倒掛，鋼橋與混凝土橋經(jīng)濟(jì)逆勢(shì)進(jìn)一步縮小，因此鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程也逐漸發(fā)展起來(lái)。BIM技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用十分廣泛，甚至已經(jīng)成為當(dāng)下建筑領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)手段，也是建筑行業(yè)步入信息化的主要依托之一。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程來(lái)說(shuō)，仍然面臨一些問題，如工程信息傳遞效率問題，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以將復(fù)雜的建筑外觀和節(jié)點(diǎn)都更加具象化地呈現(xiàn)出來(lái)，有效處理工程的各種信息，同時(shí)根據(jù)這一特點(diǎn)也有利于設(shè)計(jì)人員解決現(xiàn)場(chǎng)施工中的問題，為工程的各個(gè)階段提供便利[1]。

3? BIM技術(shù)在市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程各個(gè)階段的應(yīng)用

3.1? 設(shè)計(jì)規(guī)劃階段的應(yīng)用

對(duì)于市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段的應(yīng)用主要分為以下幾個(gè)方面：其一，三維建模。設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合工程的實(shí)況來(lái)收集相關(guān)部位或流程的信息，從而建立一個(gè)相對(duì)的構(gòu)建對(duì)象。傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)雖然具有結(jié)構(gòu)圖與細(xì)節(jié)上的細(xì)部圖，但卻并不具備較為靈活的延展性，而利用BIM技術(shù)則可以構(gòu)建參數(shù)化的工程建筑模型，可以針對(duì)該模型進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整修改，為設(shè)計(jì)方案的調(diào)整也提供了極大便利，如通過(guò)BIM技術(shù)中的Solidworks軟件便可以在輸入信息后構(gòu)建建筑模型，在模型建立完畢后還能夠隨意修改;其二，模型的計(jì)算分析。設(shè)計(jì)規(guī)劃工作需要針對(duì)工程建筑模型進(jìn)行計(jì)算和節(jié)點(diǎn)分析，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠提高建模效率，并在同一個(gè)模型中實(shí)施多個(gè)部門的協(xié)同設(shè)計(jì)，根據(jù)模型的數(shù)據(jù)來(lái)完成計(jì)算和分析;其三，圖紙輸出。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工規(guī)劃需要利用二維的軟件來(lái)輸出圖紙，不過(guò)在其中需要保證圖紙繪制的精度，若由于人為操作或設(shè)計(jì)等原因出現(xiàn)錯(cuò)漏，則可能對(duì)整個(gè)工程帶來(lái)嚴(yán)重影響。而利用BIM技術(shù)，應(yīng)用三維軟件設(shè)計(jì)便能夠有效呈現(xiàn)出建筑模型的集合特點(diǎn)，若條件充足，甚至還可以直接輸出三維模型，和鋼結(jié)構(gòu)加工生產(chǎn)商進(jìn)行接軌，能夠進(jìn)一步保證工程的質(zhì)量，規(guī)避誤差問題。

3.2? 在施工開展階段的應(yīng)用

將設(shè)計(jì)規(guī)劃階段所建立的三維模型直接應(yīng)用到施工的開展環(huán)節(jié)，并結(jié)合橋梁工程的數(shù)據(jù)與時(shí)間軸，在原本建筑模型上加入時(shí)間維度，形成一個(gè)4D的建筑模型。在將這種4D建筑信息模型應(yīng)用到施工環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步展現(xiàn)BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)施工階段產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理，建立數(shù)字化的工程建造系統(tǒng)，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的數(shù)目一般較多，而結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系性關(guān)系也較為冗雜，傳統(tǒng)的施工只能完全依靠圖紙來(lái)施工，而圖紙本身也有可能存在一定隱患，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)拼裝存在偏差。而BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)和虛擬拼裝、碰撞檢測(cè)等功能，節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)拼裝的誤差，并降低成本投入。以BIM技術(shù)作為基礎(chǔ)的4D工程模型還能夠優(yōu)化材料管理與施工組織規(guī)劃，利用RFID射頻識(shí)別技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)物流管理信息系統(tǒng)對(duì)施工階段的物料信息進(jìn)行跟蹤與監(jiān)管，提高資源的利用率。利用BIM技術(shù)，可以進(jìn)一步改善施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地布設(shè)以及資源配置，從而提高工程的整體質(zhì)量，節(jié)約成本投入，加快工程進(jìn)度等。

市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程施工過(guò)程中，涉及的部門也比較多，BIM技術(shù)通過(guò)自身優(yōu)勢(shì)來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)，利用建筑信息模型來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑信息的實(shí)時(shí)共享，確保業(yè)主和施工部門以及設(shè)計(jì)部門等多個(gè)部門都能夠?qū)崟r(shí)明確工程的開展進(jìn)度及施工方案的變動(dòng)等，同時(shí)還能夠促進(jìn)各個(gè)部門進(jìn)行文件交互、溝通協(xié)商等。利用BIM技術(shù)的數(shù)字化建造系統(tǒng)能夠承載多種信息，保證市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的各方面信息都能夠被各個(gè)部門掌握，從而避免施工中存在的各種誤差與問題[2]。

3.3? ?在工程運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

近年來(lái)車輛數(shù)目的增加使得橋梁工程在運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)所承載的壓力也越來(lái)越大，而這也對(duì)橋梁工程的后期運(yùn)行管理有著更加嚴(yán)格的要求，同時(shí)運(yùn)營(yíng)階段所需要的成本投入也相對(duì)跟高，由原本的重視建設(shè)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)前的重視工程全生命周期。在運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)中，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠建設(shè)橋梁工程信息管理系統(tǒng)，利用這一系統(tǒng)能夠有效記錄車流量以及結(jié)構(gòu)信息，從而構(gòu)建工程健康檔案，確保工程的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，降低維護(hù)與修復(fù)所需的成本，并提高整個(gè)工程的使用壽命。利用智能監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)橋梁工程的病害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用云技術(shù)來(lái)構(gòu)建跨平臺(tái)的工程健康評(píng)價(jià)體系。

4? 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于市政鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式和管理模式仍然存在一些不足，導(dǎo)致工程開展過(guò)程中常常出現(xiàn)各種隱患，而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能夠?qū)⒐こ绦畔⒏泳唧w且直觀地表現(xiàn)出來(lái)，更加方便理解。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用還能夠提高管理工作的力度，為質(zhì)量管理和安全管理提供更加便利的條件，以及起到了節(jié)約成本、加快進(jìn)度的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫乃燕.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用研究[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2017（10）.

[2] 彭偉.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2015（8）：188～189.