摘要：建筑行業(yè)的參與單位多且各單位之間的工作搭接既頻繁又密切，信息的傳遞容易失真和失誤。建筑業(yè)信息化是解決這一問題必不可少的辦法，但是我國建筑業(yè)信息化程度與國外先進水平還有一定的差距。另外，鋼結(jié)構(gòu)是重要的結(jié)構(gòu)形式，其工程規(guī)模越來越大、結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，項目管理的工作也面臨越來越多的困難，需要建筑業(yè)信息化的幫助。在這樣的信息化大潮流中，BIM（建筑信息模型）將是解決問題的重要手段。

關(guān)鍵詞：建筑業(yè)信息化；BIM（建筑信息模型）；設(shè)計優(yōu)化；施工進度優(yōu)化

1、BIM的概念

BIM思想源于20世紀(jì)70年代，目前較為完整的定義為美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)（NBIMS，NationalBuilding Infomation Model Stall-dard），具體定義為：BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達。

2、基于BIM的橋梁工程施工優(yōu)化

橋梁工程施工優(yōu)化的主要目的是針對橋梁工程設(shè)計的復(fù)雜性、預(yù)制構(gòu)件多等特性，確保施工方案的可行性，并提高施工效率和管理水平。采用BIM技術(shù)和模擬技術(shù)，將橋梁三維模型和進度計劃集成起來，實現(xiàn)基于時間維度的施工進度模擬。一方面，可以按照天、周、月等時間單位進行項目施工進度模擬，并根據(jù)現(xiàn)場情況進行實時調(diào)整，分析不同施工方案的優(yōu)劣，從而得出最佳施工方案；另一方面，可以對項目的重點或難點部分進行細致的可視化模擬，進行諸如施工操作空間共享、施工機械配置規(guī)劃、材料供應(yīng)計劃、構(gòu)件安裝工序、材料的運輸堆放安排等施工方案的優(yōu)化。

通過上述施工方案的模擬與優(yōu)化，將橋梁施工過程中可能出現(xiàn)的問題提前發(fā)現(xiàn)、提前解決，這就改變了傳統(tǒng)的管理思想，即由等待問題發(fā)生的“被動管理”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃影l(fā)現(xiàn)問題的“主動管理”，從而減少施工問題的發(fā)生、簡化施工現(xiàn)場管理活動。同時，由此獲得的可視化施工過程，可用于實時指導(dǎo)真實的施工過程，特別是讓工人能夠更好地理解施工工藝、流程、協(xié)作方式、安全隱患等，這不僅可以減少施工問題的發(fā)生，還可以提高管理人員（如工程師）管理效率、減少管理活動。

剛果（布）國家一號公路二期工程中的Loukouni大橋是一座典型的鋼結(jié)構(gòu)橋梁。整個項目采用EPC（Engineering Procure-ment and Construction）的發(fā)包模式，總承建商為中國建筑股份有限公司。由于該橋梁以預(yù)制構(gòu)件為主，為保證施工的順利進行，在設(shè)計與施工過程中，采用了BIM技術(shù)進行輔助管理，包括設(shè)計建模與檢測、施工過程模擬與分析等。

3、基于BIM的橋梁工程設(shè)計優(yōu)化

橋梁工程設(shè)計包括初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計。欲使BIM技術(shù)與橋梁設(shè)計有效地結(jié)合，三維（3D）建模是前提。由于三維建模技術(shù)在橋梁工程設(shè)計中還沒有得到較好的應(yīng)用，故需采用BIM技術(shù)將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型，然后基于三維模型進行設(shè)計分析與優(yōu)化。

項目人員一方面收集項目相關(guān)圖紙之后進行建模，另一方面在模型建立的同時由BIM系統(tǒng)進行檢測分析，并將出現(xiàn)的問題反饋到BIM團隊和相應(yīng)的決策人員手中，決定是否需要修改圖紙。如果需要，則由項目的設(shè)計人員對圖紙進行修改，并再次進行建模和檢測分析，直到反饋信息顯示已不再需要修改圖紙為止。通過這種方法，設(shè)計人員期望在施工開始之前解決所有的設(shè)計問題，確保設(shè)計的可建造性，減少返工。

對橋梁工程而言，初步設(shè)計的主要任務(wù)是確定橋式方案和總體結(jié)構(gòu)構(gòu)想，如橋梁平面、立面、斷面的布置，這關(guān)系到橋梁的位置、上下部結(jié)構(gòu)等。在確定橋梁方案的過程中，通常涉及多個方案的比較與選擇，這往往需要較長的時間，且難于與業(yè)主溝通。采用BIM技術(shù)，設(shè)計師可根據(jù)各種設(shè)計構(gòu)想，進行數(shù)字化、參數(shù)化三維建模。

BIM與技術(shù)、施工設(shè)計技術(shù)設(shè)計是初步設(shè)計的延續(xù)，即對確定好的橋梁方案進行整體和局部結(jié)構(gòu)細化處理，如斷面、配筋等，主要適用于大型、復(fù)雜、新型或重要橋梁工程。施工設(shè)計則對橋梁結(jié)構(gòu)進行深入計算分析，并繪制施工圖。針對技術(shù)、施工設(shè)計中的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，BIM技術(shù)提供了較好的優(yōu)化手段?；诖_定后的橋式方案的BIM模型，結(jié)合詳細設(shè)計圖紙進行深化三維建模，即建立結(jié)構(gòu)細化模型。仍以該橋梁為例，其細部構(gòu)造模型如圖3所示。然后，采用BIM軟件進行設(shè)計沖突分析，并自動生成分析報告。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，則進行圖紙修改、再建模、再檢測，直至全部解決設(shè)計問題。整個設(shè)計優(yōu)化過程是一個循環(huán)過程：設(shè)計一建模一檢測一修改（設(shè)計）。設(shè)計方案則在不斷的檢測與修改中逐步確定下來。BIM的出現(xiàn)使設(shè)計方案的修改變得更加容易。因為在BIM模型中，所有的構(gòu)件都是基于一定的邏輯關(guān)系生成的，在某一個構(gòu)件上進行的修改都將引起所有與其具有邏輯關(guān)系的信息的同步修改，這將大大減少設(shè)計人員的重復(fù)勞動和錯誤率。

4、結(jié)語：

盡管BIM在橋梁項目中的應(yīng)用只限于設(shè)計問題的檢測分析和施工進度計劃模擬，但在某種程度上表明BIM在支持橋梁工程設(shè)計與施工優(yōu)化方面存在較大潛力。BIM可以為橋梁工程設(shè)計和施工提供有效支持。本研究期望可以為提高大型、復(fù)雜橋梁工程設(shè)計與施工的效率和效益提供參考，同時為BIM在土木工程領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供幫助。相信隨著BIM理論和技術(shù)的不斷推廣，BIM在土木工程中的應(yīng)用會越來越廣泛，從而提高其工程質(zhì)量、工作效率和管理水平。