BIM技術在橋梁工程設計及施工中的運用分析

摘要：BIM 技術對橋梁工程施工而言具有十分重要的意義，而且現在國家要求建筑業要使用BIM技術，因此工程技術人員需要不斷探索工作思路，充分運用好 BIM 技術可視化性能特點，并把 BIM 技術與橋梁建造工程進行有機結合，為建筑行業質量的提升而不懈努力。

關鍵詞：BIM 技術；橋梁工程；設計施工

1、BIM 技術的概念

BIM （Building Information Modeling） 即建筑信息模型 。BIM 是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。

2、橋梁工程設計與施工特點

2.1施工環境復雜多變

施工環境復雜多樣，如施工地點可能跨河、跨山谷、跨海等。為保證工程進度及施工安全性，需根據具體環境制定有針對性的施工方案。因此，當橋梁工程設計人員及施工人員面對一個新的橋梁工程項目時，難以依靠以往經驗來判斷施工方案是否具有可行性，仍需進行綜合性的實際考察。由于受到環境因素影響，極易導致施工成本增加、施工周期延長等問題。

2.2構件多、結構設計復雜

橋梁建造是一項大工程，為保證橋梁工程安全穩固，其設計一般較為復雜，構件連接處則更為復雜，因此構建設計上易出現連接件沖突、配筋沖突等問題，致使施工返工、工期推遲。以往橋梁設計過程中若想發現結構問題，需設計者經驗充足，能夠結合二維設計圖紙對結構進行檢測。但傳統方式難以在設計時發現問題，通常在施工進行時才能夠發現，直接阻礙工程進展。

2.3預制構件多、體積大

鋼橋或鋼筋混凝土橋均需大量預制構件，這些構件需現場預制或從工廠中生產而后運送至建造點，因此，構件尺寸設計與生產具有較高要求。若現場出現構件尺寸不合理，則需重新修改圖紙或改造構件，這樣一來必將導致施工停滯，設計與建造成本隨之增加。這些預制構件一般體積與重量較大，數量較多，生產、運輸與吊裝等存在潛在問題。因此，需要管理人員對構件運輸進行規劃，對施工器械、強度、吊裝重量進行精確計算與驗證。然而，以經驗為主的生產、運輸、施工規劃，無法對這些問題有效預測和提前解決，當問題出現時才能發覺，施工進度必將受其影響。

3、BIM 技術在橋梁工程中應用的可行性

在 BIM 技術誕生前，橋梁工程建設是比較復雜的，設計人員主要依賴于 AutoCAD 軟件繪圖，只對建筑設計起輔助作用。在我國的各工程建設行業中，一般都采用 AutoCAD 二維建模技術，然而它并不能直觀地體現建筑系統的結構，并且在實際的復雜工程項目開展過程中，AutoCAD 的二維建模技術表達的圖紙信息十分繁雜，設計過程協同困難，設計質量也難以把握，有時候工作人員會不可避免地出現很多失誤，因此，AutoCAD 二維建模技術仍然不是高效的建筑設計軟件。從這個角度來看，三維建筑信息模型技術的出現和應用，是建筑工程領域發展的必然趨勢。

4、BIM 技術在橋梁設計階段的主要運用

4.1前期設計

橋梁工程在進行設計建設的時候需要將業主方、設計方、施工方等參與進來的單位的意見集合統一起來，然后決定最后的建設方案。由于各個單位的專業水平不同，在前期設計階段，設計方的意圖在平面白紙上很難很好的將想法傳遞給業主單位，從而達到意見的統一的難度大大增加。然而，利用 BIM 技術的特性，我們可以將設計項目進行參數化、信息化和數字化的三維建模，從而將設計項目更直觀的表現在設計方和業主單位眼前，使前期設計方案的選擇高效快捷。

4.2后期設計

后期設計階段的任務就是對前期設計的 BIM 模型進行各種審核和驗算，看這個模型是否能夠達到規范要求，同時對荷載的承受能力是否合格。因為橋梁建設中，對于各種指標的要求比較高，為了提高設計質量，利用 BIM 模型能夠使設計人員更好的完成設計結果測試，及時發現設計問題并做相應的調整。在用 BIM 建模的過程中，我們在檢驗的時候能有效及時的發現我們建模時的錯誤與瑕疵，這樣做能防止施工時發生錯誤，對整個工程造成重大損失。后期設計的基礎是前期設計的 BIM 模型，在此模型上進行進一步的修改和細化，從而達到設計要求。在采用 BIM 軟件進行校核時，能同時生成分析柏高，根據報告我們能發現問題，然后再進行修改、建模，反復這個過程，知道達到技術指標。

5、BIM 技術在橋梁施工階段的運用

5.1 可視化技術交底

通過 BIM 技術，可以高效地開展可視化技術交底工作，設計工作人員向施工單位進行技術交底時，可以通過 BIM 模型的可視化特性向施工單位介紹設計思路、設計理念和施工要點等，使設計人員和施工單位之間進行高效的溝通，做到及時發現問題解決問題，從而讓施工單位更好地掌握施工圖，避免誤解和分歧的發生。施工單位也能充分結合自身的實際施工經驗發現設計中的不足之處，給設計人員提出合理的意見和建議，讓方案的可實行性更高，極大地避免了施工浪費，有效地加快了施工進度。

5.2 動態控制

在橋梁施工過程中，借助于 BIM 技術，可以對各項工作進行動態控制。通過 BIM 技術的動態形式，能直觀地得到施工進度信息，并且對各項工作進行監控，還能反映出各施工階段需要的施工成本，看到每個階段的施工目標，從而對施工成本進行管理和控制。除此之外，還能對施工備料工作、人員分配工作、資金安排工作進行更加科學化的管理，讓各項工作變得更加標準化，最終讓人員、材料、機械和資金的利用率達到最大化，從而提升項目的整體質量和企業的市場競爭力。

5.3 安全模擬施工

在橋梁工程建設過程中，安全因素是必須要考慮的首要因素，各項工作的開展都必須把安全作為首要目標，把施工人員的生命財產安全放在第一位。通過運用 BIM 技術，有效地提升橋梁施工的安全性，對于那些施工過程中難度較大的工程，可以運用 BIM 技術進行模型仿真，然后進行調試，對不合理的地方做出修整，從而消除安全隱患。例如，吊裝施工模板時，模板可能會發生自由擺動，如果擺動的幅度過大，會發生墜落，從而對下方的工作人員造成危險，因此，可以運用 BIM 技術對模板的擺動區域進行仿真和模擬，從而確定相關的安全區域和危險區域，然后設置好隔離帶，保證施工人員的安全。

結束語

BIM 技術作為現在橋梁建設中的新興技術，在工程建設領域得到越來越廣泛的應用，能夠為橋梁工程設計與施工提供一定的技術支持，但其自身仍存在一定的缺陷。例如各行業對設計方提供的 BIM 設計成果判定標準不統一，且當前大部分設計院自身的企業 BIM 標準也為正式成立。其次，國內BIM 技術起步較晚，無國產核心軟件，且對國外軟件研究不足，當國內情況不符合國外軟件時，便會對技術應用與操作帶來不便。因此，應盡快規范 BIM 技術設計成果判定標準，并建立國內的 BIM 技術研發團隊，以克服現存不足之處。

參考文獻：

[1]劉智敏，王英，孫靜，等. BIM 技術在橋梁工程設計階段的應用研究[J]. 北京交通大學學報，2015（ 06） .

[2]何關培. BIM 和 BIM 相關軟件[J]. 土木建筑工程信息技術，2010（ 04） .