陳元曦

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400067)

1 引言

伴隨著這幾十年國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速增長，“西部大開發(fā)”“一帶一路”發(fā)展策略的快速實(shí)行，我國交通的建設(shè)范圍從東部的平原逐漸向西北部的山區(qū)進(jìn)行演變，地形復(fù)雜、環(huán)境艱苦，讓各類橋梁的需求量大幅增加[1,14]。BIM它以3D技術(shù)為根基，整合了結(jié)構(gòu)建筑物工程中的各類相關(guān)訊息，最終形成結(jié)構(gòu)物模型，可以對項(xiàng)目設(shè)備實(shí)物與功能做數(shù)字化描述，同時(shí)具備模型信息完善性、相關(guān)性、統(tǒng)一性等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于相關(guān)關(guān)系復(fù)雜、同時(shí)要求多方協(xié)作的項(xiàng)目，備受國內(nèi)外學(xué)者的喜愛。

2 BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要總工程師、項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、路線設(shè)計(jì)工程師、橋梁設(shè)計(jì)工程師、資料管理員、圖冊編制人等六大角色同時(shí)合作完成，每個(gè)個(gè)體之間相互依賴、串聯(lián)的特征非常明顯，一定程度上限制了設(shè)計(jì)腳步[10]。由于橋梁工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和技術(shù)難度都非常的高，BIM在橋梁工程中的運(yùn)用，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠成熟，但BIM技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工上的運(yùn)用價(jià)值是不可估量的，具體分析如下。

(1)將模型可視化，有助于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案在項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間更充分、高效地交流，討論并決策，保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及設(shè)計(jì)的時(shí)效性[2.3]。

(2)BIM軟件通過將橋梁設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)、思想、原則等抽象化參數(shù)進(jìn)行描述，自動適應(yīng)了關(guān)聯(lián)約束關(guān)系和裝配關(guān)系之間的關(guān)系， 保證橋梁的自動化、先進(jìn)化的要求[4,5]。

(3)BIM軟件讓橋梁工程的設(shè)計(jì)資料可以共享，相同模型的核心數(shù)據(jù)能夠共同享用于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案、評估安全、設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)施工圖，避開了不同工作需要建立不用模型的麻煩，使各種數(shù)據(jù)得到統(tǒng)一。

(4)參數(shù)驅(qū)動、關(guān)聯(lián)度高的橋梁模型可以高度匹配橋梁在設(shè)計(jì)過程中，多個(gè)校審有可能帶來的方案設(shè)計(jì)的頻繁變動，使效率得以保障[6.7]。

(5)BIM現(xiàn)在可以做到自動化繪圖，不僅可以出圖橋梁結(jié)構(gòu)的3D模型，以此可以用于方案評選、展示、模擬仿真等，還能出一些適合工程交付的二維圖紙，很大程度上減小了手工出圖出現(xiàn)誤差的尷尬，效率成倍提高。

(6)統(tǒng)一的BIM模型，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵指標(biāo)的分析與統(tǒng)計(jì)和復(fù)核審核等功能。

3 BIM技術(shù)在橋梁施工階段的應(yīng)用

(1)BIM實(shí)現(xiàn)了橋梁建設(shè)中的多方合作同時(shí)進(jìn)行的理念[8]。它能夠使用全部統(tǒng)一的建設(shè)項(xiàng)目管理平臺，各方聯(lián)系途徑大大縮短，精準(zhǔn)對接，同時(shí)每一方均可以在自己管轄范圍以內(nèi)充分調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，做到生產(chǎn)協(xié)同，數(shù)據(jù)同步的目的。使用BIM 的技術(shù)，各種目標(biāo)得以較好的實(shí)現(xiàn)，建設(shè)、施工更能避免盲目性。

(2)BIM在橋梁建設(shè)時(shí)，引入BIM技術(shù)的管理平臺，通過制作管理模型，對施工進(jìn)行精準(zhǔn)化控制，此模型可以更形象、直接地反應(yīng)出具體管理階段的工作內(nèi)容，令效率大大提高。還可以對施工圖紙進(jìn)行復(fù)核，模擬施工工序。

(3)BIM將施工過程中可能出現(xiàn)的隱患降到了最低。施工中最大的隱患就是不清楚施工環(huán)境，而BIM技術(shù)可以模擬施工環(huán)境。比如橋墩施工時(shí)吊裝模板，該模板可以晃動，高空作業(yè)若存在大的晃動，安全問題就尤為突出。運(yùn)用BIM技術(shù)可以模擬施工現(xiàn)場的環(huán)境，計(jì)算晃動的幅度，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)工人安全施工。

(4)BIM使設(shè)計(jì)意圖更容易體現(xiàn)：3D技術(shù)工作交底。橋梁建設(shè)時(shí)，某一些部位的構(gòu)件是很復(fù)雜的，如橋墩施工中有許多預(yù)埋構(gòu)件(如人員檢查梯、一些吊桿滑槽，升降機(jī)、運(yùn)輸通道和塔吊固定所用的預(yù)埋件等) ，采用3D模型形式，更為直觀。

4 BIM技術(shù)在橋梁運(yùn)維階段的應(yīng)用

(1)可視化運(yùn)維模型。大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)可以使用BIM平臺對巨大的三維運(yùn)維模型進(jìn)行透徹分析、觀察，乃至于橋梁上哪一顆構(gòu)件發(fā)生破壞都能及時(shí)知道[10～13]。

(2)整合化的項(xiàng)目數(shù)據(jù)資料，形成完善的橋梁技術(shù)文件檔案[9]。使用BIM技術(shù)對各個(gè)方面的建設(shè)進(jìn)行整合，比如水電、暖通等，從實(shí)際管理效率出發(fā)，制定完善的管理系統(tǒng)，不浪費(fèi)資源，構(gòu)件完善的數(shù)據(jù)庫，方便多次使用，為各個(gè)不同的管理部門提供了適用于其自身的管理模式，大大增加了管理的效率。

(3)用BIM技術(shù)對現(xiàn)在存在的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)量上的統(tǒng)計(jì)，并記錄在案，若認(rèn)為操作可能帶來的誤差就可以很好地進(jìn)行規(guī)避[15]。

(4)使用BIM平臺對災(zāi)害進(jìn)行模擬，可以真實(shí)地看到災(zāi)害現(xiàn)場，進(jìn)行對比分析得出災(zāi)害處置方案，主要是以保證人員安全為主。

5 未來展望

解決BIM 技術(shù)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)應(yīng)用中存在的問題，嘗試將其完整連續(xù)地應(yīng)用于整座橋梁的施工過程。在運(yùn)營維護(hù)階段，應(yīng)當(dāng)重視BIM 技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用研究，明確BIM 技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用需求，并建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)和管理規(guī)范。通過BIM技術(shù)引入建設(shè)管理，為建設(shè)、施工單位帶來精細(xì)化管理的改變。這些改變不僅提高了生產(chǎn)效率，也必將帶來橋梁工程生產(chǎn)模式的新變革。