BIM技術在橋梁施工中的應用初探

汪玉容，甄映紅

（凱里學院，貴州 凱里 556000）

1.引言

BIM(Building Information Modeling)是建筑信息模型化技術，其主要是以三維數字技術作為基礎，并且集成建筑工程項目信息的工程數據模型，能夠對于工程項目設施的實體與功能性以數字化的形式進行表達。BIM技術能夠建立從項目的論證到項目的設計、準備、施工、投入使用、維護，直至最終拆除的全過程數據庫，將整個項目全部過程各個不同階段的工程信息等資源集成在一個模型中，并且對于項目的數據進行運用與共享，在任意階段中進行提取、修改和更新信息，并且獲得數據支持來實現整體項目的協同作業。

2.BIM技術概述

BIM技術及建筑信息模型，是上世紀70年代誕生于美國建筑業建筑施工管理理論和管理方法，其是將建筑設計、施工管理、項目協同、施工運營等諸多與建筑施工密切相關環節納入管理范疇內，將建筑視為一個完整的生命體，通過合理規劃、模型建構、協調運營的方式將建筑整體工程細化、量化，通過優化建筑施工的各個環節來推動建筑工程整體質量的提高。

現代BIM技術是在原始BIM技術基礎之上結合了現代計算機技術、三維數字技術、多媒體建模技術基礎上發展而來的一種信息化、數字化、集成化的建筑信息模型系統。將其搭載在計算機設備之上，通過專業的軟件進行建筑信息數據編輯即可將建筑工程的數據信息轉化為可視化的2D或3D模型，從而幫助設計師或工程施工人員進行工程方案設計或施工管理。

現代BIM技術將原有的需要實地考察的工作內容轉化為可視化的信息數據，從而能夠大大提高建筑工程作業的效率，因此在建筑業中廣泛使用。截止到目前為止，在發達國家BIM技術已廣泛應用于市政工程、道路交通、房屋建筑、開山探礦等工程作業中，成為了現代建筑工程施工、規劃、設計、管理的首選技術手段。隨著我國的經濟發展、科技進步，BIM技術逐漸在我國建基建行業落地生花并取得了相應成效，在提高施工效率、完善工程質量管理中有著活躍表現。

3.BIM技術在橋梁工程中應用的現實價值

橋梁工程在現代建筑作業中極為常見，其是道路交通工程的重要內容也是連接多個道路工程的紐帶。考慮到橋梁工程的結構特點，橋梁多為懸空結構，下方缺少承重結構，因此屬于道路工程中較為脆弱的環節。一旦橋梁質量不過關，很容易在承重時發生探坍塌，從而引起一系列的事故，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。因此橋梁工程質量極為重要，這不僅僅是為了保證橋梁功能性，更是為了保證國民的人身安全和財產安全。同時橋梁的設計同時涉及到力學、建筑力學、建筑學、美學、環境藝術設計等多學科內容，需要較高的專業技術支持，因此橋梁工程的整體施工難度較高，對規劃、設計、施工管理等要求也較高。

通過BIM技術可以在實際施工前就對橋梁結構的穩定性和安全性進行模擬和廁所，從而在實際生產作業之前就篩查橋梁設計中存在的安全隱患，這樣就能夠保證后續施工中橋梁的整體質量滿足日常需求，有效避免資源浪費并降低工程存在質量問題的發生率。

同時考慮到工程現場復雜的施工環境，在實際的橋梁工程施工過程中，環境很容易對工程施工產生影響，一定程度上也會對橋梁工程整體質量和施工進度造成不利影響。將BIM技術應用于橋梁工程后，可在BIM軟件中對橋梁施工和現場環境進行雙重模擬，通過模擬不同環境下橋梁工程施工情況，從而有助于設計師和工程管理者作出相應的設計調整或作業規劃，從而有效降低環境對工程施工和工程質量的影響，保證工程整體質量。

4.BIM技術在橋梁施工中的應用

4.1 BIM技術在橋梁施工中的一般應用

BIM技術在現代橋梁工程中應用較為廣泛，其最基本的應用形式就是通過BIM軟件對橋梁工程進行虛擬構建和模擬，將工程相關數據輸入到計算機內，相應軟件可自動生產工程相關模擬仿真圖，從而直觀地顯示工程整體設計情況、施工情況等。

BIM技術的仿真模擬與傳統的建筑工程模型不同，BIM仿真模擬中可以準確顯示工程結構的多層信息以及工程各環節之間的關聯性，從而顯示出工程整體的內在和外部表達的邏輯關系。簡單來說，這種仿真模擬類似于俗語的“天人交戰”，就是設計師或工程施工人員不用深入到工地現場就可在計算機軟件上對工程施工整體進行邏輯性解剖，從而顯示出工程從設計到規劃、施工、驗收各個環節，從而大大節約人力成本。并且這種模擬的可在短時間內再現工程整體，模擬效率極高。

BIM對橋梁工程的仿真模擬在非專業人士看來類似于動畫電影，但在專業人士眼中，仿真模擬即工程實況。BIM技術建立起來的橋梁工程信息模型，能夠有效反應模型對象中各個結構之間的關聯特征，技術人員可以通過調整相應的參數來觀察模型結構或功能變化，收集相應數據后專業技術人員就可根據數據信息進行技術測算以進一步完善工程設計或工程管理。同時在實際的施工過程中，如果遇到工藝問題也可通過BIM的仿真模擬技術做出相應規劃和調整，只要將問題轉化為工程數據并輸入到計算機中，軟件就可自動演示橋梁工程結構和功能變化，技術人員可根據模擬結果明確這種變化是否有合理，從而調整工程圖紙或完善施工工藝，進一步促進橋梁工程質量提高。

4.2 BIM在工程設計中的應用

橋梁工程設計在基建行業中處于關鍵位置，橋梁工程設計的合理性直接決定了工程施工的合理性、工程結構的合理性，這不僅僅會影響到橋梁施工進度還會影響到橋梁工程整體質量。仿真模擬是BIM技術的基本功能，這一功能在工程設計中也有重要表現。BIM技術的仿真模擬不僅僅局限于工程自身，還可對工地環境進行模擬，只要將事先實地測繪的數據輸入到軟件內就可在計算機中做到環境再現，設計師則可以在不深入工程現場的情況下進行無限次的設計和嘗試，并且在不斷嘗試中完善工程設計。同時設計師還可將工程施工對當地環境的影響加入到BIM的仿真模擬中，這對于工程施工人員對施工時的安全風險測算有著重要意義。

4.3 BIM在工程管理中的應用

在實際的工程作業中，橋梁工程并非單個單元工程，而是包括了橋面、樁基、梁體、基礎等諸多工程單元，因此橋梁工程是一個多單位共同參與的多元工程。有些時候根據工程的大小，整個橋梁工程也會被劃分為不同的工程階段并分包給不同的工程隊，對于各工程隊之間的協調是橋梁工程管理的重要內容。BIM其也包含了建筑工程管理的環節，將BIM技術應用于工程施工有助于提高管理效率，促進各個施工單位之間的溝通、加強各個施工單位之間的協調性，從而實現精準溝通，以降低因施工人員不協調造成的工程誤差。

同時BIM技術對各單位的協調管理不僅僅局限于企業外部，還可應用與企業內部。比如一個施工單位可以將所有參與工程的人員信息錄入，然后演示施工現場，設計師就可根據這些內容及時作出調整和優化，從而大幅度提高團隊的工作效率。

4.4 BIM在工程工藝管理中的應用

橋梁工程的工藝直接決定了橋梁工程質量和功能性特征，如果工藝不合理那么橋梁很容易存在安全問題，比如所用樁基張力不足、橋面荷載不足等，因此想要實現高質量施工，必須要對工程工藝進行嚴格管理。

將BIM技術應用于橋梁工程之后，設計師可以建立多個工藝施工模型，通過對這些施工模型的對比就可找到各種工藝的優勢和劣勢，從而有助于設計師找到最符合現場環境、最具備經濟特征、最效率的施工工藝。同時施工人員可以根據BIM的可視化仿真模擬比對實際施工情況，從而實現精準施工、效率施工、安全施工。

4.5 BIM在工程進度管理中的應用

在工程施工中，進度管理也是工程管理的重要內容，但是在實際的施工過程中會遇到各種各樣的問題，很難對施工進度進行精確控制管理。而進度管理不僅僅影響到工程施工，還會對工程成本產生影響，精確控制進度是每一個工程企業都應當重視的問題。

BIM技術的仿真模擬不局限于工程自身，還可對人員配置、設備運用、環境影響等進行綜合模擬，工程管理者可在BIM中模擬施工的全過程，明確工程管理的各個細節，從而避免一些不必要的問題，最終有助于實現工程進度的精確管控。同時BIM技術獨到的動態模擬可以做到一邊施工一邊調整細節，尤其是BIM對時間維度的模擬可加入環境因素的測算，對于工程資源分配、工程人員配置、工程時間運用均有所幫助，有助于工程施工效率的提高。

5.結語

BIM技術的運用可以保證橋梁施工的順利進行，也能夠保證橋梁的質量以及安全。該技術在橋梁施工中的應用可以克服大型工程所存在的弊端和不足，并且對橋梁技術是一次提高以及革新。對BIM技術在橋梁工程中的應用進行分析，不僅可以提高施工過程中的效率，還可以改善施工中存在的不足與缺點，保證施工的進度，使橋梁施工可以順利完成，也提高了橋梁行業的工程質量和安全性能。這項技術會對橋梁行業起到革新性的變革，數據時代的到來使得BIM這項技術值得在全國的橋梁行業中得到大力推廣。