初探BIM 技術在裝配式橋梁工程中的應用

張 捷

（深圳市交通工程質量監督站，廣東 深圳518032）

0 引 言

現如今，BIM 技術作為一種廣泛應用在建筑施工中的數據化技術，在工程施工的過程以及管理的過程都發揮著重要作用。在裝配式建筑物建設的過程中應用BIM 技術可以有效地解決以往建設中存在的問題，在極大程度上提高了設計的準確性、施工的安全性以及管理的有效性。那么如何將BIM 技術充分應用在裝配式橋梁工程中成為了人們比較關心的話題，本文作出以下探討[1-5]。

1 BIM 技術的基本特征

1.1 可視化

所謂可視化就是通過在建筑行業中利用“所見所得”的方式直觀地表現出三維立體圖，打破了以往建筑人員通過線條構建的模型去想象完整建筑構造的局面，在極大程度上提高了建筑中建模的質量和效率。BIM 技術的可視化可以在經過三維動畫模擬的基礎上，降低在施工各個環節中出現不必要的損失，同時還可以檢測建筑中非正常的狀態。

1.2 信息化

在建筑施工的過程中離不開各種信息化的技術和數據，這就使BIM 技術在當前的社會發展中具備了信息化的特點。BIM 技術主要是操作信息相對來說比較完整的構件，這種構件包括完整的名稱、完整的類型編碼以及建筑施工過程中的維護信息和其他數據信息。BIM 技術中的信息涉及到了建筑模型中的基本數據信息和在使用過程中產生的一些數據信息，實現了建筑模型信息的有效結合。

1.3 參數化

BIM 技術在應用過程中比較明顯的一個特點就是建模的參數化。建筑人員通過調整信息模型中的參數來控制構建在軸線中的位置與幾何的關系。BIM 技術的參數化還表現在用戶在調整信息模型中的部分構件信息就可以實現整個信息模型中的數據信息都會有所變化。所以BIM 這種參數化的基本特征可以提高修改建筑設計過程中數據信息的效率。

1.4 協調性

在建筑行業中無論是在哪個環節都需要經過協調人員相互配合完成所需要完成的任務。BIM 技術中的協調性就是通過協調參與項目的工作人員，使其在設計的過程中交流對信息模型以及模型中數據和構件的看法，避免因為缺乏交流而對信息模型的理解出現偏差造成的額外損失。BIM 技術的協調性可以使信息的交流和溝通相對來說比較方便，從而提高項目在設計過程中和施工過程中的效率。

1.5 模擬性

BIM 技術還具有模擬性的基本特征，這種模擬性主要體現在模擬項目中所涉及到的建筑物模型同時還可以模擬一些在現實生活中無法實現的狀況。在設計項目的過程中，通過建立三維立體圖可以打造一個3D 的建筑模型；在項目進行施工時，可以利用BIM 的模擬性檢測施工中可能會發生的安全事故，通過對施工的4D 模擬可以減少建筑過程中需要的成本。

2 裝配式橋梁工程應用BIM 技術的優點

第一，裝配式橋梁工程建設的過程中應用BIM技術可以增加設計人員參考的途徑，提供準確的設計數據信息，有利于提高設計人員設計施工圖紙和施工方案的效率。

第二，裝配式橋梁工程建設的過程中應用BIM技術可以創建裝配式橋梁模型，使工程企業中的管理人員以動態的形式了解施工過程中的具體情況，有利于裝配式橋梁工程的管理工作。

第三，裝配式橋梁工程建設的過程中應用BIM技術可以提高工程建設過程中的安全系數，實時監控建設過程中可能發生的問題，有利于控制工程建設過程中所需要的資源和金錢。

總的來說，裝配式橋梁工程建設的過程中應用BIM 技術可以通過間接的方式增加工程企業的經濟利益。BIM 技術可以通過充分發揮信息化、協調性等基本特征，拓寬裝配式橋梁工程建設過程中交流溝通的途徑，同時使工程建設過程中涉及到的圖紙方案和構件數據更加科學和準確。通過利用BIM 技術創建的裝配式橋梁模型可以促進設計人員和施工人員更好地完成工作，提高施工人員在裝配式橋梁工程建設過程中的施工操作方式和技術水平。通過在裝配式橋梁工程建設的過程中應用BIM 技術，有利于裝配式橋梁工程在規定的施工時間內完成施工的任務，同時對裝配式橋梁行業的發展有著一定的推動作用。

3 裝配式橋梁工程建設過程中遇到的問題

3.1 裝配式橋梁工程建設中的設計問題

在設計裝配式橋梁的過程中存在的問題是影響裝配式橋梁工程建設的首要問題，關系到整個裝配式橋梁工程的質量[1]。在設計裝配式橋梁中沒有體現出整體性就是設計中的一個重要問題。如果在設計的過程中沒有注意裝配式橋梁的部分部位的細節，就會導致在整個橋梁建設的環節都缺乏科學的標準。在設計裝配式橋梁的過程中，部分設計人員沒有分析橋梁工程的真實狀況，也沒有深入了解橋梁工程中的基本數據和信息，就會導致設計的裝配式橋梁缺乏整體性，與現實中的橋梁存在一定的誤差，從而增加了裝配式橋梁建設的時間和難度。

3.2 裝配式橋梁工程建設中的施工問題

裝配式橋梁工程建設過程中遇到的問題還包括裝配式橋梁的施工問題，其中包括施工中常見的施工設備和施工材料不符合施工要求的問題以及施工人員操作能力不足和操作方式錯誤的問題。一般來說，橋梁工程的施工與其他建筑工程的施工相比時間是比較長的，也需要花費相對較多的資源和金錢，那么就要避免施工環節中出現問題影響施工的時間、金錢和精力。施工設備出現的老化、損壞問題和施工材料出現的數量、規格問題都有可能造成施工質量不達標需要進行返工，增加了施工的時間和金錢；施工人員的技術能力不足和施工操作錯誤也影響著裝配式橋梁的質量，不利于裝配式橋梁工程的建設。

3.3 裝配式橋梁工程建設中的安全問題

安全問題在裝配式橋梁工程建設中同樣占據重要的地位，企業在保證裝配式橋梁工程質量的同時還要保證施工人員和企業財產的安全[2]。裝配式橋梁工程建設中的安全問題主要表現在兩個方面，一方面是企業管理人員沒有做好施工時的安全管理工作，沒有認識到安全在裝配式橋梁施工中的重要性，也未帶領施工人員進行橋梁工程建設中安全事故的預防措施，另一方面是企業施工人員不重視施工中的安全操作方式，而是根據自己的經驗或想盡可能地加快施工的進度導致出現違規操作現象，所以為裝配式橋梁工程建設帶來了一定的安全問題。

4 裝配式橋梁工程應用BIM 技術的具體環節

4.1 裝配式橋梁工程案例

本文分析的裝配式橋梁工程為深圳市鹽港東立交工程，長度大約為3.2 km 的快速路，其中的主梁部位、蓋梁部位以及墩身部位等主要結構都是由預制構件進行拼裝和組合而成的。該裝配式橋梁工程中橋梁的寬度為20 m，橋梁的高度為2.2 m，標準跨為35 m，將4 跨作為1 聯，最大跨為65 m，在施工過程中一共運用了510 棵樁基，110 座預制蓋梁，638片預制小箱梁，254 根預制墩柱。該裝配式橋梁工程在極大程度上促進了當地交通更加便利，對當地環境造成的影響相對來說也逐漸減少。

4.2 在裝配式橋梁工程的設計環節應用BIM 技術

在裝配式橋梁工程的設計環節中應用BIM 技術可以有效地控制工程建設過程中所需要的成本。首先，利用BIM 技術建立裝配式橋梁的模型和設計裝配式橋梁施工所需要的圖紙。裝配式橋梁工程中的設計人員要通過分析研究工程中橋梁具備的特征利用BIM 技術建立裝配式橋梁的3D 模型，緊接著通過設計工程建設中的參數來建立數據庫，其中包含著裝配式橋梁工程中所涉及到的組建類型的參數、組件尺寸的參數、組件大小的參數等。為了提高裝配式橋梁工程建設的質量也要及時檢查和更新數據庫中的參數。其次，利用BIM 技術進行裝配式橋梁工程的協同工作。BIM 技術應用在設計環節中為設計人員進行交流和討論提供了較為方便的途徑，有利于設計人員更好地理解和分析裝配式橋梁工程，從而使設計的裝配式橋梁模型與現實中裝配式橋梁的參數誤差降低。最后，利用BIM 技術管理裝配式橋梁工程的造價工作。在裝配式橋梁工程的設計環節需要對施工時需要花費的金錢和精力大致上做一個預估，通過利用BIM 技術可以在一定程度上減少自然因素和施工中人員等問題帶來的影響，與以往的造價工作相比，BIM 技術可以使預估的成本更加準確和具體。

4.3 在裝配式橋梁工程的生產預制構件環節應用BIM 技術

在裝配式橋梁工程的建設過程中，需要根據設計的要求預先制成施工中的基本構件，在生產這些預制構件的過程中利用BIM 技術可以使生產這個環節更加完善[3]。為了滿足裝配式橋梁工程所需要的大量混凝土材料、鋼材料等，就要在預制生產的過程中充分利用BIM 技術，同時還有利于生產過程的穩定和施工過程的安全。通過利用BIM 技術可以使設計人員得知預制構件時產生的參數，再使參數與裝配式橋梁工程所具備的基本特征進行融合，最終實現在生產預制構件環節中共享構建的參數。施工人員要分析施工過程中需要的構件材質的參數、構件規格的參數以及構件大小的參數，再通過將BIM 技術應用在裝配式橋梁工程的生產預制構件環節，有利于數據進行自動化處理。在裝配式橋梁工程的生產預制構件環節應用BIM 技術，可以極大地降低生產預制構件的難度，同時還有利于提高生產預制構件的質量。

4.4 在裝配式橋梁工程的施工準備環節應用BIM技術

裝配式橋梁工程的施工準備環節通過應用BIM技術可以在一定程度上提高施工中的安全性。首先，通過利用BIM 技術可以優化施工準備環節中的施工方案。在裝配式橋梁工程的施工準備環節中存在著施工方案不科學或者不合格的現象，不利于控制施工中多消耗的資源和金錢，BIM 技術的應用就可以很好地解決施工方案存在的問題，更好地管理裝配式橋梁工程在施工過程中可能會用到的資源和金錢。其次，通過利用BIM 技術可以模擬施工操作環節中的各項工序。在施工準備環節中經過模擬具體的施工操作方式可以判斷施工人員的操作方式和操作技術是否合格，BIM 技術可以進行比較接近實際施工的模擬來發現其中數據存在的錯誤，并及時解決其中不合理的問題來提高施工操作環節的質量和施工水平，施工人員在操作的過程中可以將模擬結果作為參考基礎，讓BIM 模擬充分發揮其應有的價值[4]。最后，通過利用BIM 技術可以控制施工操作環節中所涉及到的成本。在裝配式橋梁工程的施工準備環節應用BIM 技術，可以根據準備環節中的各項數據建立3D 裝配式橋梁模型和4D 裝配式橋梁模型，科學有效地控制施工操作過程中的成本和質量，為裝配式橋梁工程的施工操作環節做好準備工作。

4.5 在裝配式橋梁工程的施工操作環節應用BIM技術

在裝配式橋梁工程的施工操作環節需要根據BIM 技術的信息化的基本特征進行工業化形式的管理。通過在裝配式橋梁工程的施工準備環節做好的準備工作，將BIM 技術充分融入施工操作環節中，可以有效改善裝配式橋梁工程施工操作中的資源，還可以制定合理的裝配式橋梁工程的施工時間并根據施工現場的狀況嚴格控制施工的進度。BIM 技術的利用還可以及時發現裝配式橋梁工程的施工操作環節中存在的問題，并通過深入分析問題、研究問題來確定有效的解決問題的措施，以此來縮短裝配式橋梁工程施工需要的時間，節約裝配式橋梁工程施工需要的成本。除此之外，BIM 技術還可以協調裝配式橋梁工程施工操作環節中涉及到的人員方面、材料方面、設備方面、技術方面、標準方面等問題，有利于裝配式橋梁工程施工中的造價工作，更直觀清楚地了解裝配式橋梁工程施工以及花費的時間以及還需要花費的時間。在裝配式橋梁工程的施工操作環節應用BIM 技術，在極大程度上促進了裝配式橋梁工程的建設和發展。

4.6 在裝配式橋梁工程的維護環節應用BIM 技術

在裝配式橋梁工程的維護環節應用BIM 技術有利于保證在后續使用過程中裝配式橋梁的質量。BIM技術的應用可以設計動態的裝配式橋梁模型，判斷裝配式橋梁工程中不同施工環節運用的不同施工技術是否規范且符合施工標準，為施工完成之后的正常使用提供有力的保障[5]。裝配式橋梁工程中的管理階級可以根據BIM 技術創建的模型來進行人員的管理和施工的管理，在極大程度上提高了裝配式橋梁工程施工的技術水平，規范各個施工環節中運用到的施工技術。BIM 技術還可以監督和管理裝配式橋梁工程中涉及到的合同和方案，對于合同和方案中存在的風險和問題進行監督和管理，避免出現損害工程企業經濟和利益的狀況。除此之外，BIM 技術還可以通過共享施工過程中所需要的預制構件的規格、大小等參數幫助預制廠商生產預制構件，加強了工程企業與預制廠商之間的交流和溝通，滿足了施工中對預制構件的要求，減少了因為交流和溝通產生的問題。通過在裝配式橋梁工程的維護環節應用BIM 技術，有利于延長裝配式橋梁在使用過程中的時間，提高裝配式橋梁工程在使用過程中的質量。

5 結 語

BIM 技術在極大程度上影響著裝配式橋梁工程的建設并在其建設過程中占據著重要地位。通過在裝配式橋梁工程的設計環節應用BIM 技術、在裝配式橋梁工程的生產預制構件環節應用BIM 技術、在裝配式橋梁工程的施工準備環節應用BIM 技術、在裝配式橋梁工程的施工操作環節應用BIM 技術以及在裝配式橋梁工程的維護環節應用BIM 技術，有利于促進裝配式橋梁工程經濟的發展。