BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

陳建君

【摘 要】BIM技術(shù)即建筑信息模型，在橋梁施工中，它可以輔助施工單位借助建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程學(xué)相關(guān)知識(shí)，在數(shù)字化軟件中基于橋梁施工需求，進(jìn)行施工過程的全方面設(shè)計(jì)，并結(jié)合橋梁質(zhì)量要求開展施工監(jiān)測(cè)工作，不僅可以提高橋梁施工效率，還可以協(xié)助施工單位控制施工成本，從而提升橋梁施工質(zhì)量。文章主要淺析BIM技術(shù)在橋梁施工中應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);橋梁施工;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】U445.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）03-0088-03

隨著我國交通不斷發(fā)展，橋梁作為我國交通的重要組成部分，其施工要求逐步提高。為了適應(yīng)我國交通發(fā)展，橋梁施工應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的施工方式，借助BIM技術(shù)完善橋梁施工，從而提升橋梁施工的效率和質(zhì)量，促進(jìn)我國交通體系不斷完善。

1 橋梁施工中應(yīng)用BIM技術(shù)的意義

1.1 規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)

BIM技術(shù)是通過虛擬三維模型的方式，進(jìn)行橋梁施工流程的模擬，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁施工中存在的問題，并基于提升橋梁施工質(zhì)量需求，提出相應(yīng)的解決措施，為橋梁實(shí)際施工提供更加科學(xué)的方案。橋梁施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以輔助施工單位借助數(shù)字技術(shù)進(jìn)行橋梁施工全流程模擬，提高了對(duì)橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)測(cè)性，幫助施工單位規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，從而有助于橋梁施工順利開展[1]。

1.2 節(jié)約成本

橋梁施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以在進(jìn)行橋梁施工流程模擬過程中，借助三維工具開展施工質(zhì)量檢測(cè)工作，不斷發(fā)現(xiàn)橋梁施工中存在的問題，從而根據(jù)實(shí)際施工需求科學(xué)調(diào)整橋梁施工流程，不僅保證了橋梁實(shí)際施工安全性的提升，還能幫助施工單位科學(xué)地選擇施工材料與工藝，做到施工成本的合理化控制，提高了橋梁施工單位的利潤。

1.3 推動(dòng)創(chuàng)新

橋梁施工單位可以借助BIM技術(shù)快速收集橋梁施工信息，并結(jié)合項(xiàng)目施工需求科學(xué)規(guī)劃施工流程。在這個(gè)過程中，施工單位可以在原有施工數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合橋梁應(yīng)用需求創(chuàng)新施工工藝或流程，從而降低施工單位的經(jīng)濟(jì)成本，使得施工單位可以有更多的時(shí)間和精力進(jìn)行橋梁施工創(chuàng)新，提高施工效率的同時(shí)提升了施工單位的競(jìng)爭(zhēng)力，有助于橋梁施工的良性發(fā)展。

2 BIM技術(shù)在我國橋梁施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國BIM技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間較晚，導(dǎo)致橋梁施工在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中沒有足夠的可供借鑒經(jīng)驗(yàn)，再加上專業(yè)人才缺失，導(dǎo)致BIM技術(shù)應(yīng)用受到諸多阻礙。但是，隨著我國相關(guān)單位的不斷探究，BIM技術(shù)在橋梁施工中取得了良好的效果，促進(jìn)了我國橋梁施工技術(shù)不斷完善。目前，BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面[2]。

2.1 橋梁施工模擬的應(yīng)用

目前，BIM技術(shù)已經(jīng)在橋梁施工模擬中得到廣泛應(yīng)用，施工單位可以在橋梁施工信息集成的基礎(chǔ)上，借助BIM技術(shù)模擬施工流程，通過模擬，施工單位可以總結(jié)橋梁施工設(shè)計(jì)方案、施工工藝、施工材料應(yīng)用、施工管理、施工質(zhì)量等方面存在的問題，結(jié)合實(shí)際施工需求，科學(xué)調(diào)整橋梁施工環(huán)節(jié)，不僅可以幫助施工單位找到橋梁施工中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，還可以做到橋梁施工前資源的科學(xué)配置，從而做到有序調(diào)整橋梁施工流程。

2.2 橋梁施工數(shù)據(jù)的管理

橋梁施工是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程，在施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，需要相關(guān)單位做好數(shù)據(jù)的收集、整理、分析與存儲(chǔ)工作，不僅有助于各施工單位相互配合開展施工工作，還為后續(xù)橋梁施工提供重要的數(shù)據(jù)支持。BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用，可以基于橋梁數(shù)據(jù)安全管理需求，搭建數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，有效地進(jìn)行橋梁施工數(shù)據(jù)的收集、共享與存儲(chǔ)，為各施工單位溝通提供便捷途徑，從而提高各施工單位之間的配合效率，有助于加快橋梁施工進(jìn)度。

2.3 橋梁物料管理的應(yīng)用

橋梁施工管理人員需要根據(jù)橋梁施工需求，開展物料部件管理工作，保證物料部件滿足橋梁施工需求，從而保障橋梁施工進(jìn)度不受影響。BIM技術(shù)在橋梁物料管理中的應(yīng)用，可以輔助施工管理人員收集橋梁施工物料需求信息，并根據(jù)橋梁施工需求開展物料部件的采購、分配、存儲(chǔ)等工作，提高橋梁施工物料管理效率。

2.4 橋梁數(shù)字化施工的應(yīng)用

目前，BIM技術(shù)已經(jīng)在橋梁施工各環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，并取得了良好成效。BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在信息傳遞方面，施工單位可以借助BIM技術(shù)進(jìn)行橋梁施工數(shù)據(jù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)變，使得各單位可以借助數(shù)字化數(shù)據(jù)了解橋梁施工的進(jìn)度及問題，并結(jié)合實(shí)際施工情況合理調(diào)整和科學(xué)控制施工流程，從而保證橋梁施工順利開展。

2.5 橋梁施工協(xié)作一體化

BIM技術(shù)在橋梁施工協(xié)作一體化主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是施工單位的一體化協(xié)作。橋梁各施工單位可以基于提升橋梁施工效率的目的應(yīng)用BIM技術(shù)，借助BIM技術(shù)提供的數(shù)據(jù)、方案與平臺(tái)進(jìn)行施工數(shù)據(jù)的收集、分析與共享，基于橋梁施工質(zhì)量需求合理化調(diào)整施工方案，從而保障施工方案更加符合施工需求，共同提高橋梁施工效率。二是施工數(shù)據(jù)的一體化協(xié)作。BIM技術(shù)的應(yīng)用，為施工單位調(diào)整施工方案提供了更多依據(jù)，施工單位可以借助BIM技術(shù)搭建平臺(tái)收集與施工方案相關(guān)的數(shù)據(jù)，并與其他施工單位進(jìn)行溝通，基于提升橋梁施工質(zhì)量為目的，合理地調(diào)整施工方案，使得施工方案更加符合實(shí)際施工需求，加快橋梁施工進(jìn)度[3]。

3 BIM技術(shù)在橋梁施工中的實(shí)際應(yīng)用

伴隨我國交通行業(yè)的快速發(fā)展，我國先后建立了天興洲長(zhǎng)江大橋、黃河大橋等，這些大橋都具有荷載重、跨度大、體積大、運(yùn)營速度快、結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)美感等優(yōu)點(diǎn)，顯示了我國橋梁施工水平的提升，并為BIM技術(shù)在橋梁施工中的進(jìn)一步開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)，有助于我國橋梁施工技術(shù)不斷提升。

3.1 智慧橋梁的搭建

智慧橋梁的搭建符合我國橋梁施工的發(fā)展需求，建設(shè)智慧橋梁需要從橋梁施工項(xiàng)目全生命周期角度，以BIM技術(shù)為建設(shè)核心，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)為建設(shè)手段，通過打破傳統(tǒng)施工中存在信息斷層的現(xiàn)象，有效控制橋梁施工工程信息的采集、加工、存儲(chǔ)和交流，構(gòu)建橋梁施工信息的創(chuàng)造、傳遞、評(píng)估和利用的良性循環(huán)機(jī)制。實(shí)現(xiàn)橋梁施工的智慧設(shè)計(jì)、智慧建造和智慧管養(yǎng)，使得BIM技術(shù)可以支持決策者對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和控制，進(jìn)而不斷提升橋梁技術(shù)創(chuàng)新、信息化和智能化水平。

智慧橋梁的搭建，可以通過BIM技術(shù)形成多維參數(shù)，并借助BIM數(shù)據(jù)化平臺(tái)控制多類型參數(shù)，調(diào)整模型中的數(shù)據(jù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)模型的幾何和類型參數(shù)變化，從而適應(yīng)復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建模效率。在提升建模效率的基礎(chǔ)上，橋梁設(shè)計(jì)人員與施工人員可以根據(jù)橋梁建設(shè)質(zhì)量需求，開展相應(yīng)的創(chuàng)新工作，不斷進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)和施工創(chuàng)新，從而為提高橋梁施工效率奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，基于參數(shù)化建模，橋梁設(shè)計(jì)和施工人員可以搭建橋梁構(gòu)件庫和模型庫，收集標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的幾何尺寸、屬性信息，提高橋梁設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量。施工人員可以在科學(xué)的橋梁設(shè)計(jì)方案下開展施工工作，從而提高橋梁施工質(zhì)量[4]。

3.2 BIM技術(shù)+FEM軟件相結(jié)合

目前，我國已經(jīng)把BIM技術(shù)+FEM軟件相結(jié)合，以此開展橋梁施工工作，提高對(duì)橋梁施工數(shù)據(jù)分析的效率，為橋梁施工方案的調(diào)整提供重要的數(shù)據(jù)支持。FEM技術(shù)是一種隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展而出現(xiàn)的計(jì)算方法，BIM技術(shù)+FEM軟件相結(jié)合，可以結(jié)合第三方網(wǎng)格劃分軟件或利用Python、C++等編程語言進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)與主導(dǎo)有限元分析軟件的無縫接口，實(shí)現(xiàn)橋梁施工數(shù)據(jù)模型的無損傳遞，避免傳統(tǒng)重復(fù)工作現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而提高數(shù)據(jù)分析效率，充分借助BIM技術(shù)開展橋梁施工輔助工作，有助于提高橋梁施工效率。

3.3 智慧建造+數(shù)字化施工相結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為BIM技術(shù)的應(yīng)用提供了更多的支持，使得橋梁施工可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及時(shí)采集建造與施工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)值、關(guān)鍵工序質(zhì)量的有效把控，加大對(duì)參數(shù)值與工序的分析力度，從而結(jié)合橋梁施工質(zhì)量要求完善相應(yīng)工作。同時(shí)，BIM模型構(gòu)建的構(gòu)件幾何尺寸信息與大型機(jī)械設(shè)備的尺寸相符合，實(shí)現(xiàn)了虛擬構(gòu)建與實(shí)際施工的無縫銜接，使得施工人員可以直接借助大型施工設(shè)備生成下料、加工等信息，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)物料處理方式，省略了二次翻圖轉(zhuǎn)換工序，提高了橋梁施工的自動(dòng)化水平，為橋梁施工的發(fā)展提供了更多的支持。如某大橋在施工過程中以BIM技術(shù)為主，對(duì)施工過程中存在的問題進(jìn)行分析，解決了多種跨徑節(jié)段預(yù)制混凝土箱梁特別是0號(hào)段的復(fù)雜鋼筋布置、鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道之間的碰撞沖突問題，達(dá)到復(fù)核和深化設(shè)計(jì)的目的，使現(xiàn)場(chǎng)施工更順利，實(shí)現(xiàn)了階段預(yù)制箱梁實(shí)際安裝的偏差預(yù)演判斷和預(yù)先控制。

3.4 橋梁施工信息管理的完善

根據(jù)橋梁施工的集成建設(shè)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等各參與方的具體要求，依規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了橋梁施工進(jìn)度、安全、成本等施工信息的分析和反饋，對(duì)物料、設(shè)備等資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，獲取有效施工信息，為橋梁施工建設(shè)的有序開展提供了重要數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的跟蹤，不斷對(duì)橋梁施工信息進(jìn)行收集、整理與完善，更為施工驗(yàn)收資料的交付提供基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)以往施工信息收集遺漏的問題，保證了橋梁施工數(shù)據(jù)的完整性。在此基礎(chǔ)上，融入計(jì)算分析模塊，可為施工人員提供技術(shù)支持，使得施工人員可以借助技術(shù)分析模塊進(jìn)行橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)各種情況的計(jì)算，處理好施工過程中遇到的突發(fā)狀況，極大地方便了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，有助于提升現(xiàn)場(chǎng)施工效率。

此外，橋梁施工行業(yè)應(yīng)當(dāng)在我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、云技術(shù)發(fā)展的前提下，結(jié)合橋梁運(yùn)營需求，做好橋梁的檢測(cè)與維護(hù)工作，搭建智慧管養(yǎng)體系，智能分析橋梁運(yùn)營情況，同時(shí)結(jié)合我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展橋梁養(yǎng)護(hù)工作，這樣不僅可以改善橋梁運(yùn)營中存在的問題，提高我國橋梁的使用壽命，還為我國今后橋梁設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)，促進(jìn)我國交通不斷完善[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，我國BIM技術(shù)的發(fā)展為橋梁施工行業(yè)的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。針對(duì)橋梁施工中存在的諸多問題，橋梁施工行業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷對(duì)施工現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)橋梁施工中存在的問題，并借助BIM技術(shù)完善橋梁施工流程，提高橋梁施工效率，協(xié)助施工單位做好施工成本控制，從而促進(jìn)橋梁施工行業(yè)發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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[2]汪玉容，甄映紅.BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用初探[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2021，29（1）：33-34.

[3]雷向軍.BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用研究[J].甘肅科技縱橫，2020，49（11）：55-59.

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[5]王磊.BIM技術(shù)在道路橋梁施工管理中的應(yīng)用分析[J].商品與質(zhì)量，2020（1）：49.