BIM 技術在道路橋梁施工管理中的應用

文／楊哲 濟寧市鴻翔公路勘察設計研究院有限公司 山東濟南 250101

引言：

隨著我國經濟與社會高速發展，車輛保有量逐步增多，使得交通通行量逐步的增大，對于道路橋梁的需求量也在擴大，各個區域全面展開道路橋梁建設。滿足人們出行的需要，對我國現代社會的建設和發展也能夠起到極為重要的作用。道路橋梁施工規模比較大，內部組成結構復雜，應對惡劣的地質條件和自然環境，還要使用多種先進的技術，才能滿足到了橋梁建設和運行的需要。以往進行道路橋梁工程項目建設的過程中，主要是通過二維圖紙設計和指導施工，完成信息的傳輸，所以在傳輸的過程中容易存在偏差，無法保證工程的進度、成本、質量符合要求。基于此，選擇使用先進科學技術和管理措施，對道路橋梁施工環節進行全面管控，才能提高工程的建設效果和質量。

BIM技術的主要優勢是實現信息的高度共享。將幾何、非幾何的信息全面整合到一個建筑模型中，實現資源的優化分配，各項管理措施也能有效落實。隨著現代科學技術不斷發展，BIM 技術體系日益完善，在建筑工程全生命周期中都能有所應用，比如規劃、設計、采購、施工、運營等，各個環節都離不開BIM 技術的支持。通過應用BIM 技術對道路橋梁的各個結構組件進行參數化處理，構建完善的信息化模型，保證工程項目施工順利完成，進度、質量、成本等都能夠有效的控制。本文主要分析BIM 技術在道路橋梁施工管理中的應用，切實提高管理水平，希望為道路橋梁事業的發展奠定基礎[1]。

1.道路橋梁工程施工難點分析

1.1 涉及專業多樣

任何道路橋梁項目包含多項專業技術，比如水下工程、邊坡施工、隧道工程等，施工類型相對較多，對于現場施工的要求也比較高，需要合理分配材料、設備、人員，并加強工程設計和現場施工管理，才能保證道路橋梁施工建設順利的完成，提高道路橋梁建筑的效果。

1.2 設計意圖難以表達

道路橋梁設計環節，工程單位要收集影響工程設計和施工的因素，經過全方位的分析，才能確保設計方案符合現場實際的情況，不會給施工建設和運營帶來負面影響。設計單位一般都會將設計理念轉化為二維設計圖紙，進行技術交底，有些部分則采用文字說明的方式，而一些施工單位的人員專業技術水平相對較低，對設計理念和設計意圖了解不夠深入，工程進度和質量將會造成影響，也會阻礙工程項目順利實施。

1.3 施工組織不易

道路橋梁項目建設規模比較大，現場施工環境比較復雜，隨著施工不斷的深入，特別是遇到軟土路基、滑坡等特殊地質條件，加上露天工程建設的溫度、降雨、大風等天氣影響較為嚴重，阻礙項目順利建設施工。此外，在不同道路橋梁工程項目施工中，施工工藝方案和設計方案有著很大的差異，所使用的材料、設備、人員等也會不同，現場施工組織難度較高，影響工程順利建設。

2.BIM 模型搭建及施工優化性

BIM 技術應用主要優勢是進行三維模型的建設，了解當前道路橋梁各個細節部分的設計情況，構建三維立體化模型，為后續的施工建設提供指導性的作用。

2.1 多角度可視化

BIM 技術利用三維的模型對整個項目進行可視化分析，使得構件模型建設更加順暢，工作人員及時了解方案設計的實際情況，并進行反饋處理。通過該模型實現整個項目的可視化分析，出具效果圖、報表等技術文件，加強技術交底，各項工作開展順暢[2]。

2.2 多方協調合作

道路橋梁事業發展對于外形、結構、功能方面研究逐步深入，組成結構變得更加復雜，要求也在逐步提高。利用BIM 模型可以使工程各個單位實現協調合作，構建形成完善的工作體系，并加強共享和溝通，解決現場施工存在的各項問題。

2.3 多元模擬優化

BIM模型創建結束之后，不只是對某個部件進行控制，而是對整個道路橋梁進行模型分析，了解其性能、成本、質量等各方面要素，構建形成完善的BIM 模型體系，對現場進行全面的監控，解決當前存在的復雜性問題，使得工程項目建設順利完成。

2.4 多處參數驅動

BIM 模型中的各個結構組成部分都是相互關聯的，在進行一個模型修改之后，能夠將關聯的模型自動修改，并且輸出二維圖紙。經過對道路橋梁的可視化展示、協調以及模擬、優化分析，及時改進設計方案，消除不合理的因素，確保工程設計效果合格[3]。

3.BIM 技術在公路橋梁施工管理中的應用方法

3.1 創建可視化的3D 模型

通過使用BIM 技術構建三維可視化模型，對整個過程進行全過程模擬，達到立體化、可視化的展示，信息傳輸速度加快，能夠快速反饋現場的實際情況。以設計圖紙作為基礎構建3D 模型，了解工程結構的基本組成部分，并對材料、工藝等有所掌握，及時發現設計方案存在的可能風險。在施工過程中采取有效的預防措施，通過對全過程模擬分析，便于技術人員和管理人員加強技術交流，解決施工存在的各項問題，保證道路橋梁項目施工順利完成。

3.2 構建空間碰撞檢測

道路橋梁工程中應用BIM 技術可以構建3D 立體化的模型，通過該模型進行碰撞分析，及時檢測可能存在的碰撞問題。比如檢測發現主筋和預埋鋼筋的位置、預埋件與鋼筋位置沖突的情況，及時分析形成原因，并且在模型中對整個過程進行模擬，實現設計方案的優化，改變設計圖紙，防止發生碰撞問題。

3.3 場地布設活動中的應用

為了確保現場施工順利的實施，提高管理效果，綜合應用BIM 技術，進行現場的優化改進。具體操作環節，通過使用BIM 技術對現場實際情況進行模擬分析，使得工作人員快速進行可視化、立體化的分析，掌握現場的地質條件以及周邊自然環境，獲取各項數據信息，使得設計方案達到科學、合理的要求，現場施工措施有效落實到位。

3.4 施工方案模擬

應用BIM 技術之后，道路橋梁施工方案可以達到可視化模擬的效果，技術交底順利進行，工作質量水平得到提供。經過該方式的應用，將復雜的方案進行簡化、優化，改進設計方案中的缺陷問題，各級工作人員快速掌握全面的信息，施工方案全面貫徹落實到位。在具體應用階段，利用動畫模擬的方法對整個施工現場進行指導，及時了解施工方案的缺陷，進行整體造型和布局的改造，掌握工作重點，實現工作效果提高。

3.5 施工信息管理

道路橋梁施工中，信息管理非常重要，尤其是BIM技術應用之下，構建三維立體化的模型，現場的各項信息收集掌握更加順暢，構建信息化模型，達到可直觀化、可視化的要求，提出合理解決的應對措施，保證現場的管理工作順利完成。在具體應用環節，建設信息溝通交流平臺，結合不同單位和崗位的實際情況，開放不同權限，以限制人員的操作，并對整個信息系統的數據及時進行更新，工作人員隨時查看變動信息動態，掌握現場施工具體情況，達到動態化管理的效果。

4.BIM 技術在道路橋梁施工管理中的作用

4.1 BIM 技術優化施工流程

道路橋梁施工包含的內容較多，涉及到的工序比較復雜，并且整個過程是動態變化的，隨著施工逐步的開展，工程項目復雜性增高，對于施工管理的要求也在逐步提高。BIM 技術可以構建全面性的三維模型，達到信息化、可視化的要求，根據施工工序的開展逐步進行改進，并且在施工前開展碰撞檢驗和深化設計，消除可能存在的各項問題，提高工程項目建設效果。與此同時，將BIM 技術應用之后，能夠實現道路橋梁整個施工過程的簡化分析，構建信息化溝通模型，消除現場施工所存在的各項問題，每項管理工作順利完成。

4.2 道路橋梁項目施工前BIM 的應用

道路橋梁項目進入施工現場之前，應有三維可視化的模型展開碰撞檢查、深化設計等，確保設計方案符合現場施工要求。以往二維施工圖紙設計中，由于設計方案缺乏立體化分析，所以在設計的環節往往存在各項問題，對整個工程項目順利建設實施帶來不利的影響。二維圖紙設計中，無法進行碰撞檢測，尤其是復雜性結構部分投入施工的環節，往往需要進行設計方案的調整，這就導致現場施工難以進行，也會影響工程的質量和進度。除了結構部件之外，BIM 技術還能夠分析現場施工的具體情況，提供充足的施工空間，尤其是分析結構受力以及穩定性方面，進行局部結構的優化改造，降低施工現場成本，促進質量、安全的提升[4]。

道路橋梁結構包含的內容比較多，特別是施工線路長、現場施工復雜等因素的影響，極易造成多方面因素的干擾，將會給整個工程項目帶來很大的危害。通過使用BIM 技術進行現場的準確測量分析，構建完善的三維立體化模型，對施工區域進行全面的布置，并保證各個結構部分有序的進行，人員、材料、設備合理調度使用，防止給工程現場施工造成負面影響。

4.3 道路橋梁項目施工中BIM 的應用

BIM 技術在應用的初期階段，使用3D 模型進行可視化分析，而在技術發展之下，融合時間要素構成4D 模型、融合成本要素構成5D 模型，對各個環節進行精細化的管理。利用BIM 模型掌握現場的具體情況，將進度、預算、成本等各方面的信息進行全面整合，加強各個環節的監督管控，實現施工模擬分析。利用數字化管理方式，監控現場的具體情況，加強進度、物資、設備等各方面的消耗控制，準確掌握各項數據信息，實現工程管理效率的提升。

道路橋梁具備一定的復雜性，現場施工難度較高，很多工程項目比較特殊，必須加強質量、成本、安全、材料等方面的控制，才能實現綜合效益的提升。當前我國在公路橋梁項目施工管理的過程中，多數都采用甘特圖制定進度計劃，利用數字和文字輔助說明。但是很多施工人員不具備專業素質，無法了解內部復雜的關系，在管理的過程中也存在一定缺陷。應用BIM 模型，將施工過程中的各項信息進行深度分析，掌握現場施工的具體情況，并對整個道路橋梁進行虛擬化的建造，及時發現可能存在的問題，防止在后續施工環節存在嚴重的缺陷。在道路橋梁工程投入施工建設之后，利用BIM技術指導現場施工的各個環節，提前預測可能的問題，有利于采取必要的應急處理措施，防止造成嚴重的危害影響。此外，構建BIM 信息共享化平臺，各個單位都能夠快速掌握各項數據信息，為后續的分析和控制提供支持[5]。

4.4 道路橋梁項目施工后BIM 的應用

隨著我國道路交通事業不斷發展，道路橋梁建設數量逐步增多，人們對于工程進度、成本、質量、安全等各方面關注度非常高，一旦哪個環節管控不到位，將會給道路橋梁正常建設和運營帶來負面的影響，也會造成一系列安全事故的發生。對于道路橋梁工程項目來說，質量、安全管理一直都是管理的重點，對于整個項目的綜合效益提升產生直接影響。通過使用BIM 技術，工作人員構建三維模型信息，將各個結構部件的信息輸入到共享平臺中，及時做出反饋和監督管理。每個構件都有唯一的ID 代碼，在驗收的過程中，工作人員通過模型能夠快速查詢相關部件，掌握該部件在設計、施工的全部信息，做好記錄工作，提高驗收管理水平。

道路橋梁工程項目施工過程中，按照規定的程序和標準進行建設，但是已經建成的部分極易受到多方面因素的影響，出現斷裂、塌陷、泥石流等災害，所以進行應急管理才是保證道路橋梁順利建設實施的關鍵。BIM 系統能夠存儲各項數據信息，掌握空間性質，展開數據的深度分析，在發生自然災害之后，BIM 系統能夠快速響應，及時進行定位，消除災害的影響，保障人員和工程的安全性。與此同時，應用BIM 系統能夠結合自然災害發生的實際情況，建設應急處理體系，實現資源合理分配使用，確保自然災害能夠有效的應對，避免引發嚴重的人員傷亡和財產損失事件。

4.5 應用BIM 技術加強道路橋梁施工信息管理

道路橋梁工程項目施工的環節，加強工程項目施工信息管理，對于施工管理水平的提升以及各項工作順利開展有著重要的作用。道路橋梁施工項目規模較大，在施工過程中會產生大量的信息，包含設計方案、技術標準以及現場施工的具體情況，每項數據信息反映出工程現場的狀態，如果沒有加強施工現場信息管理，將會造成現場施工的實際情況無法準確的掌握，最終導致工程的事故和質量缺陷的問題發生。在道路橋梁工程項目建設階段，應用BIM技術加強施工現場信息管理，掌握現場施工的具體情況，及時了解現場可能存在的質量和安全問題，組織人員進行現場的解決處理，防止造成嚴重的事故危害，實現工程項目順利實施，確保工程的質量、安全、成本都能有效控制，規避各種管理缺陷，促進綜合效益的提升。

5.應用實例

5.1 工程概況

某高速公路大橋建設在平原地帶，地勢非常平緩，周邊分布著大量的村鎮，為半濕潤季風性氣候，降雨量相對較大。整個橋梁建設長度為548.2m，通過的凈空尺寸是5.5m，采用的是雙向六車道設計形式。該項目上部應用混凝土組合箱梁結構，下部是肋板臺與柱式墩，樁基礎作為承載部分。

5.2 基于BIM 的深化設計與場地布置

施工單位在接收到施工圖紙之后，根據當前工程管理的要求，分析掌握BIM 模型，對各個結構部件有所了解，為后續工程指導提供基礎。與此同時，工程單位組織專業技術力量對設計方案的各個細節進行審查，發現可能存在的質量問題，并和設計單位人員保持良好的溝通交流，然后進行方案的改進調整，防止給后續施工作業帶來不利影響。此外，施工單位組織專業技術力量，應用BIM 模型對現場展開全面深入的分析，優化現場環境，做出合理的規劃設計，確保現場布置達到要求，各項施工作業順利實施。

5.3 基于BIM 的施工模擬與優化

本次道路橋梁設計單位應用BIM 模型進行施工模擬優化檢查，了解各個結構部分的設計是否符合現場施工的要求，并積極和施工單位保持溝通，及時掌握設計方案中存在的缺陷問題，并改進和調整。與此同時，設計單位邀請行業內的專家、業主等共同就BIM 模型中的問題進行討論和改進，調整各個結構部分，從而實現施工效果的提升。經過BIM 可視化模型的分析，及時給業主單位技術交底，展開進度模擬，并進行現場的合理優化改進，使得工程工期縮短19 天。

5.4 基于BIM 的質量管理與驗收

施工單位進行現場施工管理的過程中，應用BIM 技術展開質量管理，加強各個環節的質量監督管控。工程管理人員分析BIM 結構特點，了解當前工程項目質量標準要求，并將質量要求融合到模型內，以便在施工管理的過程中進行監督管控。與此同時，利用BIM 模型進行事后質量控制措施的應用，通過應用二維碼將實體結構部件和模型聯系起來，及時進行各個部件的驗收，并將驗收的結果記錄到模型中，為后續的全面驗收和運營管理提供支持。

5.5 基于BIM 的協調工作

BIM 技術要想發揮出應有的作用，需要多個部門協同配合才能進行。通過構建模型、編制進度計劃對現場施工情況有所了解，對比現場施工情況和進度計劃的差異，及時做出改進調整。利用BIM 模型制定材料采購計劃，及時供應施工材料，并記錄現場的消耗量，確保材料供應充足。由此可見，應用BIM 技術之后，實現多個部門之間的協調工作，給現場提供充足的人力、材料、設備等多項資源，并保證各個工序的施工單位相互配合，實現工作效率的提升。

結語：

道路橋梁是我國重要的基礎設施，關系到人們出行以及現代社會的發展，所以進行道路橋梁的建設，對于整個社會的發展和進步存在直接的影響。結合目前實際需要，在道路橋梁施工管理的過程中，將BIM 技術融合到其中，構建三維立體化模型，隨時掌握現場施工的具體情況，并加強成本、質量、材料、安全等各項要素的管控，各個單位之間相互配合，實現工作效率和質量的全面提升。此外，應用BIM 技術加強道路橋梁施工的驗收分析，及時解決應急問題，保證工程項目順利建設實施，促進施工綜合效益的提升。