董博 蔡永明

中交一公局集團 北京 100024

橋梁建設(shè)是我國道路交通建設(shè)的重要組成部分，其解決了跨水或越谷的交通難題，為運輸和人行提供了很大的便利。設(shè)計者在進行橋梁設(shè)計時要保障橋梁符合標準，還要最大程度上保障橋梁建設(shè)的質(zhì)量。應(yīng)用BIM技術(shù)可以更好地達到上述目的。在進行橋梁建設(shè)時，第一步實際工作是橋梁設(shè)計，第二步是橋梁施工，過程中，要注重橋梁工程設(shè)計與施工的優(yōu)化問題。本文主要是在BIM技術(shù)應(yīng)用于橋梁工程的設(shè)計與施工的基礎(chǔ)上進行相關(guān)研究，目標是更好地促進中國橋梁建筑領(lǐng)域的發(fā)展，推動我國現(xiàn)代化建設(shè)。

1 BIM技術(shù)

BIM是建筑信息模型的英文縮寫，主要是通過三維數(shù)字等一些先進的技術(shù)建立數(shù)字化模型，并進行工程各節(jié)點的三維動態(tài)設(shè)計以及仿真化分析，以此實現(xiàn)模塊化、系統(tǒng)化和可視化的精細設(shè)計。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)對道路橋梁工程的優(yōu)化設(shè)計，在其施工和其它環(huán)節(jié)之中通過新型的設(shè)計理念，推動市政道路橋梁工程設(shè)計向著信息化方向發(fā)展。運用BIM軟件構(gòu)建起道路橋梁模型，能夠直接模擬出整體工程的三維環(huán)境，設(shè)計師可以直接依照直觀的工程模型，實現(xiàn)內(nèi)外部的統(tǒng)一化設(shè)計，達到直接展示直觀效果的目的。BIM通過優(yōu)化模型，實現(xiàn)橋梁建設(shè)的虛擬性，一旦需要某一處的細節(jié)就會直接從模型之中進行提取，最終以三維立體圖形的方式將設(shè)計模型展現(xiàn)出來，最大程度上保證了設(shè)計的合理性。這樣一來在設(shè)計階段就能夠提前感受到最終建設(shè)完成之后的效果，并及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，做出相應(yīng)的改正措施[1]。

2 BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計階段的應(yīng)用

2.1 總體框架設(shè)計

基于BIM技術(shù)的橋梁健康信息監(jiān)測系包含了BIM橋梁數(shù)據(jù)信息模型及橋梁健康信息監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、處理兩部分內(nèi)容。其中，BIM橋梁數(shù)據(jù)信息模型為橋梁的建設(shè)與健康信息的監(jiān)測提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)采集、處理利用各種傳感器實現(xiàn)了對運行中的橋梁實時監(jiān)測。基于BIM的橋梁健康信息監(jiān)測系統(tǒng)的基本框架。其中，橋梁健康信息采集包含了傳感器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、傳輸以及數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測與信息評估的要求，需盡可能準確與全面地獲取橋梁結(jié)構(gòu)的環(huán)境荷載、局部及整體特征等各種信息。根據(jù)監(jiān)測物理量的不同，傳感器主要包含了應(yīng)變力傳感器、加速度傳感器、風(fēng)速傳感器、高清攝像頭等多種智能傳感器。橋梁健康評估系統(tǒng)通過對各類橋梁信息進行相應(yīng)地處理，同時結(jié)合BIM模型強大的可視化與分析計算功能，完成對橋梁健康狀況的綜合評估，包括損傷識別、狀態(tài)評估以及疲勞分析等信息，并給出相應(yīng)地預(yù)警信息。同時，根據(jù)實際工作的需求生成橋梁養(yǎng)護規(guī)劃。橋梁健康評估系統(tǒng)的基本功能。橋梁數(shù)據(jù)模型信息系統(tǒng)，是以BIM構(gòu)建的橋梁全生態(tài)模型信息系統(tǒng)。在橋梁規(guī)劃設(shè)計階段，利用BIM構(gòu)件能夠以三維模型的形式體現(xiàn)復(fù)雜的工程設(shè)計，同時對設(shè)計中的各類仿真計算進行專業(yè)分析；在工程施工階段，利用BIM模型可全程監(jiān)控當(dāng)前施工進度，并對施工過程中出現(xiàn)的問題進行隨時優(yōu)化，大幅提高了工程效率；在運行維護階段，利用BIM模型中的工程數(shù)據(jù)信息、檢測信息以及設(shè)備和傳感器信息，為橋梁健康狀況的全方位評估提供基本的數(shù)據(jù)資料。

2.2 BIM與技術(shù)以及施工設(shè)計

技術(shù)設(shè)計大都是指初步設(shè)計的延伸，即指對選取出來較為合理的方案展開精細化的加工，能夠更好地應(yīng)用于較為繁瑣的橋梁工程中。這一步主要是對橋梁的結(jié)構(gòu)展開更為嚴密的探索，并根據(jù)探索結(jié)果來進行施工圖紙的設(shè)計。在這一個環(huán)節(jié)中，每一項步驟都十分繁瑣。應(yīng)用BIM技術(shù)之后，能夠更好的展開此項工作，BIM技術(shù)也為該項工作帶來了有效的簡化方式。BIM軟件能夠?qū)υO(shè)計進行全面的檢查，有沖突的部位會進行檢測生成分析報告，這樣工作人員就能夠按照報告來展開修改工作，之后進行建模和檢測工作，最后完美處理項目中的問題。方案的確認主要是在不斷的修改之中進行的，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，把這一項步驟進行了簡化，方便了施工設(shè)計工作。這樣不僅有利于促使橋梁工程項目在施工過程中的整體質(zhì)量能夠得到有效提升，而且還可以實現(xiàn)對項目成本的有效控制。除此之外，通過BIM技術(shù)在其中的合理利用，還可以實現(xiàn)對施工整個環(huán)節(jié)的模擬處理，尤其是對于一些大型的機械設(shè)備而言，可以對這些設(shè)備的行進路徑進行合理的選擇和利用。這樣不僅可以盡可能避免機具相互之間會出現(xiàn)嚴重的碰撞關(guān)系，而且還會保證施工方案在制定和落實中的合理性和有效性[2]。

2.3 鋼箱梁細節(jié)設(shè)計

現(xiàn)階段橋梁工程之中出現(xiàn)了很多跨線橋設(shè)計，為了可以將跨越結(jié)構(gòu)施工給交通運行帶來的影響降到最低，鋼箱梁頂推方案開始被廣泛應(yīng)用。鋼箱梁通常都是由地板、頂板、橫隔板、腹板等材料在工廠節(jié)段制造之后通過現(xiàn)場焊接安裝完成，其內(nèi)部的構(gòu)造相對比較復(fù)雜，橫縱交錯，同時還給加工精細化提出了一些要求。傳統(tǒng)二維圖紙下一般都是通過節(jié)段劃分和幾個相對比較典型的橫斷面圖去制定鋼箱梁上部結(jié)構(gòu)的組成情況以及具體的加工措施。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)加工方在得到設(shè)計圖紙之后往往都需要對圖紙實施深化設(shè)計，并對其中設(shè)計意圖不夠明顯的地方需要及時不斷地和設(shè)計方進行溝通，這就在無形當(dāng)中給工期造成了影響。BIM技術(shù)的引入就很好地解決了這個問題，三維結(jié)構(gòu)設(shè)計資料可以很便捷的輸出不同位置和角度的二維剖面，迅速生成相關(guān)構(gòu)造圖紙，大大提高了鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率[3]。

3 結(jié)語

該技術(shù)在橋梁工程中的合理利用，不僅可以從中取得良好的應(yīng)用效果，而且還可以滿足設(shè)計階段、施工階段等各個環(huán)節(jié)對該技術(shù)的個性化要求。由此可以看出，BIM技術(shù)對橋梁工程建設(shè)而言，具有不可替代的影響和作用，可以起到良好的推動作用。