BIM技術在公路橋梁設計和施工中的應用

金鶴林

摘 要：隨著我國社會經濟建設的快速發展，公路橋梁項目建設日益增加。在公路橋梁項目設計和施工中應用BIM技術，能夠有效提高項目的建設水平，提高建設效率和質量。因此，對BIM技術在公路橋梁設計和施工中的應用展開探討具有十分重要的意義。

關鍵詞：BIM技術;公路橋梁;設計;施工

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A

1 BIM技術應用特點

BIM 是指基于三維數字技術的建筑信息模型。同時，收集并匯總建筑物所需的各種數據以建立數據庫。BIM模型將與設計單位和項目的特定功能進行通信，并使用數字方法。目前，BIM技術已廣泛應用于各個領域的建筑項目的施工過程中。1）多角度可視化。BIM技術的優越之處就在于其能夠將預見未出現的情況，并對其做出全方位的和系統的模擬分析，相較于以往的各類信息的對照和甄別，這樣的信息處理顯然是極為必要和適于相關工程施工的具體推進。2）多方協調合作。由于時代的發展，進而使得公路橋梁工程在外形和結構以及功能上都呈現出復雜化的趨勢，而這就使得工程施工中所涉及到的各個專業都應以最佳的狀態運作，同時還要使其協同操作保持在較高的一個層次上。這樣也就逐漸地形成了一個相對專業的技術協作平臺，從而為相關問題的高效處理和針對性防范提供信息參照。3）多元模擬優化。需要注意的，BIM模型中的構件并非全部是以視覺性能打造，諸如構件性能和時間以及功能等非幾何信息等都可借助于此類高新技術予以有效處理，從而達到復雜問題的便捷化處理。4）多處參數驅動。由于BIM模型中各個圖元構成了一個統一的整體，因而對其中任何一個部位實施調整即會引發整個結構性的變動，按照以往的方式這樣的局部調整相對來說繁瑣，而今在此類技術的輔助下各類信息的調整達到了一種相互關聯、環環相扣的效果。

2 BIM技術在公路橋梁設計和施工中的應用

2.1 設計審查

公路橋梁工程涉及專業較多，不同專業施工需要針對施工特點進行合理的設計，并且保證最后整體設計的合理性和相容性，單靠人工和普通的繪圖軟件很難發現設計時的交叉矛盾和重復內容，而利用BIM技術建立精確的模型展現內部構造，使圖紙立體化、生動化，可以清楚直觀地發現施工圖紙中的碰撞、沖突、缺失內容，主要是利用BIM技術實現碰撞檢查，發現空間位置上的矛盾，進一步提高圖紙審查質量，加強對圖紙的優化設計，減少設計變更和返工維修現象的發生。

2.2 協同設計

BIM技術的最為核心的內容是便捷的協同設計。BIM技術最大的特點是實現統一性，即實現多專業、多方案格式的統一，這就為協同設計奠定了基礎。在市政道路設計時應用BIM技術，項目各個專業可實現在同一平臺上協同工作。例如，道路工程師完成道路路線設計后直接將地形標高、路線走向、縱橫斷面等信息直接傳輸給結構工程師，為結構工程師進行橋梁、涵洞、隧道等交通結構物設計提供了便利。道路規劃設計師在完成道路、管線的規劃設計后，可將道路信息直接傳輸給建筑、管道、樁基等各專業設計人員，從而實現各自在共享信息基礎上完成多專業的綜合市政設計。另外，BIM技術協同設計優勢還體現在碰撞檢查上，例如，道路工程師在修改道路設計后，與結構工程師有關的橋梁、涵洞信息會在模型中實時更新，幫助下一環節的工程師完成相應的及時修改。

2.3 方案比選

公路橋梁工程是大多財政投資類項目，可行性研究報告決定著項目的立項與實施。而在編制和論證可行性研宄報告時，會涉及到交通規劃、國土資源、環境保護多個管理部門，設計、規劃等多種專業人員對報告的關乎經濟、社會、環境、土地、能耗等指標進行綜合評價與比選，以作出建設決策。在這個環節中，專業性、關注點存在較大差異，如何有效溝通，形成統一認識是傳統方案的難題。BIM技術在三維可視化、信息數據庫集成、多方協作方面具有先天優勢。在公路橋梁工程可行性研究階段，充分應用BIM技術于社會經濟環境等信息構建、調整發展因子研究規劃投資、虛擬仿真模擬建立可視化模型方便決策，可為市政道路建設的必要性與可行性分析提供更科學、更有力的渠道。

2.4 地質勘察與測量

公路橋梁工程具有跨度大、呈帶狀分布的特點，沿線的地形地貌、工程地質條件易存在復雜差異，而這些對路線設計、橋梁選型、隧道施工等均會造成重要影響。因此，應用BIM技術于道路工程的地質勘察與測量中是非常必要的。應用BIM技術，建立地質環境數字化三維地質模型，實現真實環境的可視化，清晰直觀的為設計人員與管理層展示地質構造、水文地質環境，為準確分析地質問題的基礎上設計合理的方案，同時，基于統一的平臺，勘察、設計、施工等各方面人員也容易實現有效溝通，減少工程風險。應用BIM技術對測量的地形、水系、建筑、管線進行集成管理，實現一個模型的建筑環境可視化，并方便工作人員對高程、坡度、水域等各要素進行分析，為合理布局道路路線、橋梁跨度等提供了條件。值得一提的是，隨著高精度測量設備的快速更新，航空影像、三維激光掃描、遙測等高精度數據也將為BIM技術全新仿真提供條件。

2.5 優化施工進度管理

通過建立BIM模型將施工中所需的數據進行收集、采納、存儲，基于施工管理軟件，可以將如施工進度數據、材料采購數據等業務系統的構件狀態數據導入到由三維設計模型發布的i-model文件當中，通過不同的顏色來靜態展示采購、安裝狀態，以實現對施工進度管理的功能。全專業的信息模型已經包含了設計屬性，通過對模型所添加的工程屬性信息，匹配與進度數據和材料采購數據的對應關系，即可進行關聯，對三維模型的屬性進行擴展。當模型有此屬性之后，即可利用瀏覽工具實現分類展示。同時，還可以對傳統手工預算作業進行改進，通過模型中真實可靠的數據信息，提高概預算的精度及速度，改變原來粗獷式的管理方法，向精細化管理邁進。合理制定施工計劃、精確掌握施工進程，優化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質量進行統一管理和控制，以縮短工期，降低成本，提高質量。

2.6 設備運輸、吊裝、安裝模擬

通過公路沿線設備及機械工具的三維模型，并根據現場實際情況幫助施工單位制定設備運輸、吊裝、安裝方案，在3D虛擬環境下檢查項目設計和施工能力。通過對施工計劃進行模擬并為其制作動畫，形象生動預演設備運輸安裝過程中的場景，便于判斷施工方案的可行性。同時，采用動態檢測分析，可有效規避設備吊裝過程中因安全凈距不夠引起的安全隱患，保障人身安全。通過以上檢測手段，可以保證施工過程中人身和設備安全，降低施工成本，避免重復勞動和優化施工進度。

3 結束語

由以上論述可以看出，BIM技術在公路橋梁工程中的應用確實起到了極為重要的基礎性的作用，從而實現對工程各個方面的精細化管理。如今的工程施工更為關注質量和安全，因而在這方面的控制應切實注意。而BIM技術對于災害和質量等的預測和評估則是極為顯著的，鑒于此，后續的技術應用和提升務必要以此為基，以更好地服務于相關公路橋梁工程的設計和施工。

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