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，其質量及安全性更關乎民生發展。為了更好地保證橋梁的質量和壽命，有必要采用現代化的信息技術。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框架、缺乏適用于現場作業流程的落地解決方案等，這使得BIM的數字化協同管理思想未能在橋梁建設期間充分體現。近年來，國內研究人員針對BIM技術在橋梁工程施工中的應用提出了部分解決方案，但多數僅處于構思階段，尚未產生實際效益。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）建設管理缺乏協同性

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

（二）造價信息缺乏時效性

橋梁結構的造價計算結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較大偏差，從而使得我國傳統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）項目數據可共享能力差

橋梁工程建設工作繁瑣，各參建單位之間經常出現建設信息混亂、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、現場資料等。在資料收集完成后，需要按照結構、電氣等專業需求，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。

經過調研分析可知，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的設計環境。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。經過一系列評估，在橋梁工程建模時選擇忽略橋梁的結構功能，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、立體化地展現橋梁工程的各個施工環節。BIM理念應用在橋梁工程項目施工過程中具有完備性、關聯性及可視化等諸多優勢。

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、結構類型、使用材料、工程性能等設計信息。

2.關聯性

橋梁工程設計時的BIM模型里的對象是相互關聯的，系統可以對BIM模型的相關信息統計、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變化，與之關聯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，不需重新創建，這減少了BIM模型因信息不一致所產生的誤差。

此外，BIM技術應用于橋梁結構的設計過程中，還具有模擬性、協調性、可出圖性等優點。設計人員能在橋梁結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時，應注意WBS（工作分解結構）程度和前后施工作業類型的鏈接關系，避免出現工藝顛倒現象。

（二） 基于BIM技術的橋梁工程計量

傳統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，這樣得到的數據通常是孤立存在的，并增加了后期項目計算的難度。BIM技術在數據集成處理方面有較大優勢，BIM數據庫不僅能覆蓋橋梁施工全生命周期內的所有數據，而且任何參與單位都能數據共享。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。

1.BIM安全技術交底

橋梁工程建設時的關鍵環節在于施工一線人員，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，從而避免認知盲區。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。