基于BIM 技術(shù)的橋梁病害監(jiān)測與養(yǎng)護(hù)研究

羅忠寶 楊 健

（中邦山水規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，吉林 長春 130117）

橋梁的建設(shè)可以有效緩解城市交通的擁堵，要想促進(jìn)橋梁建設(shè)穩(wěn)定發(fā)展，提升其工程質(zhì)量，就需要施工人員做好橋梁病害的防治和處理工作，做好橋梁的養(yǎng)護(hù)加固工作，延長其使用壽命。

1 BIM 技術(shù)

BIM 是信息化技術(shù)中的典型應(yīng)用，標(biāo)志著基礎(chǔ)設(shè)施建筑領(lǐng)域大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，BIM 指的是依據(jù)建筑施工項(xiàng)目中的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的全壽命周期進(jìn)行全方面的綜合管理和協(xié)同操作，是對(duì)建筑施工項(xiàng)目物理特征及功能特性信息的數(shù)字化轉(zhuǎn)換和可視化表達(dá)。

2 BIM 設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)分析

1） 模型信息具有完備性：BIM 技術(shù)可以詳細(xì)描述工程中的邏輯關(guān)系，并采取3D 幾何信息來分析工程結(jié)構(gòu)，主要包括構(gòu)件名稱、工程邏輯關(guān)系、建筑材料及結(jié)構(gòu)類型等。

2） 模型信息具有一致性：在信息模型中輸入與建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的同一項(xiàng)信息時(shí)，不需對(duì)其進(jìn)行多次輸入，信息模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的自動(dòng)演化和修改，同時(shí)也可以對(duì)二維圖紙進(jìn)行修改，為了保持工程圖前后的信息一致，只需修改工程圖中的一些標(biāo)示。

3 橋梁常見的病害

3.1 基礎(chǔ)的不均勻沉降

當(dāng)橋梁地基受力出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，有很大的概率會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降現(xiàn)象。如果基礎(chǔ)沉降狀況不是很嚴(yán)重的時(shí)候，可以暫且不采取相應(yīng)的措施，但是倘若基礎(chǔ)沉降進(jìn)一步演化發(fā)展比較嚴(yán)重時(shí)，必須對(duì)其采取系列措施從而降低該現(xiàn)象對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的損害，尤其是橋梁結(jié)構(gòu)的地基環(huán)境是軟土的時(shí)候。因此在橋梁投入運(yùn)行過程中，檢測橋梁基礎(chǔ)沉降工作極為必要，在檢測過程中也要根據(jù)所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象找到最為合適的對(duì)策。

3.2 墩臺(tái)病害

作為橋梁基礎(chǔ)與上部連接的重要因素，墩臺(tái)能夠傳遞來自橋梁上部的壓力，以橋臺(tái)部分為例，橋臺(tái)主要是承擔(dān)來自橋臺(tái)周邊土壤所帶來的水平壓力。正是由于橋墩，能夠高效連接橋跨結(jié)構(gòu)，因此是否對(duì)橋墩展開日常的監(jiān)督與控制，對(duì)于橋梁的上下部分結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生極大的影響。因此，為盡可能的延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，必須對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)予以高度的重視，確保該結(jié)構(gòu)具備足夠的負(fù)載力，倘若橋墩負(fù)載力不夠很可能將造成橋梁傾斜甚至引起橋梁結(jié)構(gòu)的倒塌現(xiàn)象。因此在針對(duì)橋墩施工的過程中，必須重視其橋墩的成分，主要是以鋼筋混泥土為主，在此基礎(chǔ)上加上相應(yīng)的磚石。簡而言之，橋墩結(jié)構(gòu)之所以會(huì)造成橋梁存在各種病害主要就是由于其承載能力存在問題，又或者是施工過程的后續(xù)階段存在著不同程度的開裂現(xiàn)象。其中最為典型的病害，是由于鋼筋外漏并存在著不同程度的腐蝕現(xiàn)象，長此以往將導(dǎo)致鋼筋的變形或者不牢固，因此為避免減少該問題對(duì)橋梁造成的影響，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行排查，在該現(xiàn)象出現(xiàn)的初期及時(shí)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，以免造成更大程度的影響。

3.3 橋梁裂縫

施工過程中，施工人員不具備專業(yè)技術(shù)能力或者建筑材料使用不規(guī)范等問題都會(huì)導(dǎo)致裂縫問題。如高溫天氣會(huì)使一些建筑材料的性能發(fā)生改變，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)密實(shí)度不夠而產(chǎn)生裂縫；材料配比不準(zhǔn)確，從而降低橋梁的荷載能力，使路面產(chǎn)生裂縫；橋梁建設(shè)完成后，長期承受過重的車輛行駛荷載，造成橋面磨損嚴(yán)重，也會(huì)導(dǎo)致裂縫病害的出現(xiàn)。

3.4 鋼筋銹蝕

為保證橋梁建筑結(jié)構(gòu)更加牢固，施工過程中普遍使用鋼筋來穩(wěn)定橋梁。如在施工中操作不規(guī)范，使鋼筋長時(shí)間大面積與空氣接觸，造成鋼筋生銹腐蝕，這樣將影響到橋梁的荷載能力。鋼筋銹蝕會(huì)造成其表層附著較多氧化物，當(dāng)氧化物體積逐漸擴(kuò)大，會(huì)使橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而嚴(yán)重影響到橋梁的使用安全性。

4 BIM 技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

4.1 BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)橋梁施工中的多角度協(xié)同應(yīng)用

橋梁項(xiàng)目在施工過程中涉及到的參與方包括建筑單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位、材料供應(yīng)商等，因此多方之間的溝通協(xié)調(diào)就容易效率低下，影響整體施工項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度和費(fèi)用。BIM 可以通過統(tǒng)一的建筑項(xiàng)目管理系統(tǒng)，甚至是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的多方協(xié)作，及時(shí)整合各方信息和相關(guān)數(shù)據(jù)，達(dá)到多角度協(xié)同的作用，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效歸納、分析和利用，提高工程量統(tǒng)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，進(jìn)一步影響項(xiàng)目管理決策，為項(xiàng)目材料采購和備料提供依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本管理目標(biāo)、進(jìn)度管理目標(biāo)及質(zhì)量管理目標(biāo)等。

4.2 BIM 技術(shù)可以降低橋梁施工中的安全隱患

BIM 技術(shù)在橋梁施工中可以通過仿真模擬其中的重點(diǎn)、難點(diǎn)工程實(shí)施過程，降低安全隱患。如在橋墩墩身施工中的模板吊裝，高空作業(yè)時(shí)模板會(huì)有一定的自由擺動(dòng)幅度，該幅度就是安全隱患區(qū)域，而通過BIM 技術(shù)的仿真模擬，可以確定該危險(xiǎn)區(qū)域具體范圍，進(jìn)而調(diào)控原設(shè)計(jì)中的三角支架平臺(tái)寬度，為工作人員的安全提供保障。再如在某大跨度鋼管混凝土拱橋的施工過程中，對(duì)硬性的位置沖突現(xiàn)象進(jìn)行檢測，及時(shí)調(diào)整和變更設(shè)計(jì)方案，多次模擬直到結(jié)果合理可行，避免后期施工內(nèi)的返工問題及工期進(jìn)度延誤問題，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。

5 結(jié)語

橋梁工程的投資規(guī)模都比較大，而且施工周期長，在施工過程中會(huì)出現(xiàn)許多因素影響到工程的施工質(zhì)量。在進(jìn)行道路橋梁施工管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以用其信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)收集道路橋梁施工的有關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且通過建立的數(shù)據(jù)平臺(tái)和虛擬模型進(jìn)行施工管理，為管理人員提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)參考。