郭勝

摘要：隨著時代發(fā)展，道橋工程的基礎(chǔ)設施建設發(fā)生了大規(guī)模提升，逐漸成為了道路橋梁工程中的重要一員。由于道路橋梁工程的設計與施工過程復雜精細，要考慮因素較多，所以BIM在橋梁工程中得到了部分應用。作為一個近兩年興起的技術(shù)，BIM在整體設計、施工與管理方面的優(yōu)化方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。本文通過對橋梁工程特點的分析，進行對BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化的研究，并得出BIM在橋梁工程項目中的作用性。該研究旨在對大型橋梁工程設計中應用BIM技術(shù)起到一定參考作用。

關(guān)鍵詞：BIM；橋梁工程設計；施工優(yōu)化

前言

隨著近年來國內(nèi)經(jīng)濟的穩(wěn)步增長和持續(xù)發(fā)展，大型橋梁工程項目數(shù)量在逐步增加，而大型橋梁自身結(jié)構(gòu)的復雜和施工現(xiàn)場的多元化情況更是對施工單位能力的考驗。目前橋梁工程的設計普遍還在采用AutoCAD繪制二維圖紙，施工技術(shù)人員和管理人員只能通過多圖結(jié)合對比的方式分析設計，很多設計中的問題難以發(fā)現(xiàn)，從而影響施工效率，浪費資金；同時由于設計圖中問題無法提前發(fā)現(xiàn)，只能在施工過程中發(fā)現(xiàn)并解決，所以也間接增加了人力資源成本和施工管理成本。所以橋梁工程設計與優(yōu)化都需要BIM來提高設計可行性，并讓現(xiàn)場的技術(shù)與管理人員直觀的發(fā)現(xiàn)設計中的問題，從而避免資金浪費[1]。

BIM作為一種國內(nèi)新興的管理理念，目前在歐美國家的建筑業(yè)使用頻繁。BIM一方面可以滿足對橋梁建設項目設計與施工的支持，另一方面可以為項目各方提供協(xié)同工作的平臺，從而提高工程效率。本研究通過分析研討，從多方面實證BIM應用在橋梁工程設計與施工方面的可行性。

1橋梁工程特點

橋梁工程作為一種相對復雜的工程類型，其復雜的設計方案與現(xiàn)場狀況是最大的特點。

1.1 結(jié)構(gòu)復雜

由于橋梁工程的力學結(jié)構(gòu)，橋梁工程的設計普遍較為復雜，尤其是力學結(jié)構(gòu)上的各個應力點，所以在橋梁結(jié)構(gòu)設計中經(jīng)常出現(xiàn)各種沖突，而且在傳統(tǒng)設計方式中，二維圖紙的修改統(tǒng)一性差，導致即使發(fā)現(xiàn)問題也難以迅速解決；同時復雜的橋體結(jié)構(gòu)導致施工環(huán)境與施工條件復雜，從而使得工程施工管理困難，難以達到理想的施工效果[2]。

1.2 預制構(gòu)件數(shù)量多體積大

由于預制構(gòu)件必須在工廠制造完成后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場再進行安裝，所以一旦出現(xiàn)了尺寸設計問題，只能重新改變設計中的尺寸并讓工廠重新制造匹配的預制構(gòu)件，從而導致施工速度放慢，也提高了不必要的施工成本；同時因為預制構(gòu)件的數(shù)量和體積龐大，在運輸和施工現(xiàn)場整理保管時也面臨著很大的難題，必須從預制構(gòu)件剛剛到達施工現(xiàn)場時便開始反復驗證才能保證現(xiàn)場管理不出現(xiàn)紕漏。其次，大型預制構(gòu)件的安裝過程較為復雜，耗時較多。最后是橋梁工程中使用的工程設備，強度是否達標，數(shù)量是否能滿足生產(chǎn)需求，都需要現(xiàn)場管理人員經(jīng)過計算和結(jié)合經(jīng)驗得出[3]。

1.3 施工現(xiàn)場環(huán)境復雜

橋梁工程的施工往往要面對跨?？绾?，山谷斷崖等環(huán)境，且每一個項目的環(huán)境都不相同，所以每一次施工都相當于從零做起，難以通過現(xiàn)有的經(jīng)驗去完成施工方案的制定與實施，最終導致工程項目的效率降低，成本增加，施工安全也難以得到保證。

2基于BIM的橋梁工程設計優(yōu)化研究

橋梁工程設計分為初步設計、技術(shù)設計和施工設計三大階段。傳統(tǒng)的橋梁工程設計以AutoCAD和其他附屬平面設計軟件為主，設計圖構(gòu)型抽象，信息不直觀。所以想要將BIM結(jié)合到橋梁設計中，首先需要將設計轉(zhuǎn)換為3D建模形式，然后根據(jù)建模來進行修改，最終得到最直觀的設計方案信息。

2.1 初步設計

初步設計的目的是敲定橋梁結(jié)構(gòu)和方案。在確定橋梁方案時，通過BIM技術(shù)將各種橋梁方案轉(zhuǎn)換為3D建模，還可以轉(zhuǎn)換為2D圖紙，在分析比較方案的方面優(yōu)勢明顯，清晰明了；同時3D參數(shù)化建模對于方案修改也非常輕松。另外通過建立BIM模型的方式來探究方案可行性，可以促進業(yè)主等參與方的協(xié)調(diào)溝通，不僅提高效率，還能結(jié)合各個參與方的建議，得出具有可行性的方案。

2.2 技術(shù)設計

技術(shù)設計是在初步設計結(jié)束，確定可行性方案后將方案進行細化處理，主要用于大型橋梁工程。由于BIM的自身優(yōu)勢，使得技術(shù)設計階段對于方案的修改變得簡單快速，通過BIM進行設計沖突分析，發(fā)現(xiàn)問題后便可以直接進行修改，例如碰撞沖突分析，在檢測到碰撞沖突后，系統(tǒng)將自動生成沖突報告，并可以將有沖突的構(gòu)件表位高亮，方便進行修改。修改過后重新進行建模后再檢測，最終完成技術(shù)設計階段。

2.3 施工設計

施工設計是在技術(shù)設計細化處理之后進行最后的計算分析，繪制最終施工圖紙的過程。在BIM中進行分析計算，發(fā)現(xiàn)問題后進行修改，最終確定方案。由于BIM中，一個構(gòu)件的修改會將所有有關(guān)的信息一同修改，很大程度解放了設計人員的重復思考，提高了設計人員的工作效率。

3基于BIM的橋梁工程施工優(yōu)化研究

施工優(yōu)化主要是施工工序，進度及管理的優(yōu)化，根據(jù)設計中建立的BIM施工模型和施工規(guī)劃，進行模擬施工，分析施工中多方面可行性，最終改良并確定施工方案。施工過程分析由BIM技術(shù)實施和施工現(xiàn)場管理協(xié)調(diào)溝通，共同決定對方案的修改意見。

3.1 工序優(yōu)化

技術(shù)人員通過BIM的3D建模與數(shù)據(jù)整理技術(shù)將3D模型結(jié)合到施工方案中，通過生動形象的施工流程模擬，讓施工人員可以直觀的看到整個過程中的方案流程是否可行，同時發(fā)現(xiàn)問題后直接在BIM上修改方案并再次模擬，直到施工方案達到可行性要求方可采用，從而確保橋梁工程的施工質(zhì)量和效率。

3.2 進度優(yōu)化

BIM在項目施工方面中的作用主要用于施工進度模擬分析。在BIM中代入項目進度計劃，通過BIM的3D建模進行施工項目進度模擬，并由項目負責人、BIM建模設計師和工程師共同完成進度修改并確定方案。在進度優(yōu)化初期，首先對施工的項目進度進行初步施工過程模擬，主要對施工工序，施工按照設計進度開展的可能性展開研究，并得到初步確定可行的施工方案；初步方案確定之后，施工進度計劃細化完成，BIM技術(shù)人員與項目管理人員基于之前確定的BIM中施工方案進行修改細化并進行模擬，最終得到可行的方案。這種模擬施工進程和方案的方式為施工計劃的順利實施提供了保障，同時也提高了方案的可行性。

3.3 管理優(yōu)化

由于BIM模擬施工進程和方案的能力，施工過程中才會發(fā)現(xiàn)的問題在方案設計之時就得到了解決，所以管理方式也就相應發(fā)生了變化，由等待問題解決問題的管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)問題解決問題的管理方式，由被動轉(zhuǎn)換為主動；同時，施工過程的可視化同樣可以用作在施工現(xiàn)場指導流程和方案的方式，讓工人直觀地看到整個流程以及每一個安全隱患，在有效的減少了施工問題的同時，也解放了施工現(xiàn)場的管理規(guī)模，讓管理人員減少無用的時間浪費，從而提高了整體的管理效率，優(yōu)化了管理的整體流程，最終達到提高施工管理水平的目的。

結(jié)語

本研究全面分析研究，得出BIM能夠為橋梁工程的設計和施工方面提供支持。通過盡管BIM在橋梁工程項目中的作用只有設計三維化，問題監(jiān)測和施工進度模擬，但通過對整個工程項目的保障和幫助仍不可忽視，表明了BIM本身在建筑工程方面的作用性，隨著BIM的廣泛運用，BIM的應用面定會更廣，技術(shù)性也會更高，BIM在建筑工程方面的發(fā)展空間無比巨大。

參考文獻：

[1]李紅學，郭紅領(lǐng)，高巖，劉文平，韋笑美，基于BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化研究[J].工程管理學報，2012.12（6）：48-52.

[2]楊會強，基于BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化研究[J].建筑設計，2016（5）：21，26.

[3]何濤，基于BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化研究[J].建材裝飾，2016（9）：240-241.