基于BIM的橋梁全生命周期施工安全管理模型研究

云樹理

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公路橋梁工程是現代化社會發展中的一項基礎市政工程，對我國社會經濟的發展具有重要影響。在現代化社會發展的背景下，一系列先進的科學技術被陸續引入公路橋梁工程的各項建設工作中，實現對傳統公路橋梁工程建設體系的改革與創新，全面推動公路橋梁工程的各項建設活動，使其朝著自動化、一體化、信息化的方向發展。BIM技術作為公路橋梁工程建設中的典型技術，該技術在公路橋梁施工管理中的應用為公路橋梁行業的發展帶來諸多便利。

1 BIM整體框架

1.1 BIM主要面向對象

BIM模型是信息的載體，可以建立包括許多方面的安全管理系統，例如，GIS、3D電子施工日志、可視化成果、報表的進度、橋梁的信息管理、信息基礎等，這些都要在高速公路橋梁的施工過程中有所體現。圖1為BIM技術的整體應用框架，分別為GIS系統，施工工藝，安全質量，系統集成，BIM模型信息，可視化，3D電子施工日志，極度管理，報表中共新，模型導入和文檔交付，建設管理。通過網絡，可以進行數據的共享和傳遞等操作。

圖1 BIM主要面向對象

1.2 框架介紹

BIM框架由信息安全集成管理系統和BIM模型2部分組成，分別采用B/S（瀏覽器/服務器）和C/S（客戶機/服務器）技術，使用接口完成數據安全的管理工作和BIM模型的連接，使BIM的安全信息共享，實現高效的交流和溝通。B/S和C/S技術是互聯網技術，是一種互聯網服務器和瀏覽器相結合的技術。通過這2種技術，可以實現對集成后的數據進行共享、加工和傳遞等工作。

2 BIM技術在公路橋梁施工管理中的實際應用

2.1 建立可視化3D模型

以銀西高鐵工程為例，從公路橋梁工程建設發展歷程來看，在傳統管理模式的作用下，公路橋梁工程開展管理工作均是運用人工結合計算機技術，該管理模式的信息化程度相對比較低，整個管理流程十分繁瑣，管理效果不佳，信息數據的傳輸速度與反饋速度，嚴重降低橋梁工程的管理效率，且整個管理過程需要使用大量的人力資源，投入成本相對比較高，無法從中獲取更高的經濟效益。通過將BIM技術運用到公路橋梁施工管理中，能夠將整個公路橋梁項目工程的建設內容以一種立體化、可視化的形式展現出來，最大限度的提升公路橋梁施工管理環節信息數據的傳輸速度與反饋速度，切實提升管理質量與管理效率。在銀西高鐵工程中，通過利用本工程的設計圖紙，借助BIM技術，將平面的二維設計圖轉化成立體的三維結構模型，該模型能將橋梁的建筑結構、規格、鋼筋、混凝土、材質等重要建設信息直觀地反映出來，進而實現橋梁設計信息的數字化。在三維立體結構模型的作用下，在整個公路橋梁施工過程能夠在一種可視化的狀態下開展溝通、交流、決策、計算等工作。與此同時，公路橋梁施工之前，相關技術人員可借助BIM技術將施工模型展現出來，對各項施工工藝實施現場技術交底工作，使施工人員能夠對整個公路橋梁工程的建設信息進行準確把握，為后期的建設工作提供有力保障。

2.2 監控系統功能框架

現澆橋梁支架安全監控平臺共4個業務功能模塊，分別是結構監控管理模塊、數據統計分析模塊、用戶權限管理模塊、移動運用管理模塊。通過現澆橋梁支架監控系統的前端傳感器，針對現澆橋梁支架工程監測需求進行系統設計，實現現澆橋梁支架結構形變應力等信息的實時監測。

系統界面中每一個數據條目對應一個IOT設備。其中不同色彩表示當前設備監控狀態：白色為應力形變監測值是正常狀態，黃色為當前設備監測到異常的應力形變值。同時，可以對設備進行過濾展示，在設備過濾框中，定義三個設備過濾條件分別是：監控設備位置、關聯監控設備及監控設備狀態。通過以上三個過濾條件，可以在列表框中僅顯示關注的IOT設備。輕量化好的BIM工程模型可以集成到現澆橋梁支架安全監控系統中，通過輕量化BIM模型瀏覽器，實現在Web端對BIM的瀏覽查看，信息數據查詢及模型交互。在BIM模型瀏覽器中，每一個閃爍熱點代表一個IOT應力應變設備信息。通過不色彩表達當前系統中，設備的不同運行狀態綠色為應力形變值正常，黃色為應力形變值異常。通過放置光標到熱點可以看到當前此設備的現場照片及IOT設備相關功能描述。

2.3 場地布設活動

在傳統二維平面場地布設工作中，因設計人員對施工場地的地形、環境等因素認識不全面，在實際布置過程存在一定的誤差。通過運用BVIM技術，實現對施工現場可視化的三維立體還原，使設計人員能夠對施工現場有一個全面、系統、科學的認識，實現對施工場地的科學規劃，切實提升布置效率與布置質量，實現對整個施工工藝的優化。在銀西高鐵工程施工管理中，通過借助BIM技術，可對整個工程實施具體計劃模擬。在不影響正常交通的情況下，最大程度上滿足實際工作的需求，實現對空間資源的合理配置，全面提升公路橋梁施工管理效果。

3 結語

企業要提高管理，必須采取有效的辦法，科學的信息化管理相較于傳統的人力管理更有優勢。因此，引進BIM技術是目前對企業進行科學管理最為先進的技術和行之有效的方法。本文對BIM技術在高速公路橋梁施工中的應用進行研究，通過BIM數據的特點，主要框架的應用和安全的管理，可以使人們清楚地認識到BIM技術在高速公路橋梁施工安全管理應用上的優勢，從而促進BIM在各工程領域中的應用。