侯冬冬 尤佳 陳曉羽

（中咨規(guī)劃設計研究有限公司，北京 100000）

0.引言

建筑信息建模技術雖未在橋梁施工過程中得到廣泛應用，但在橋梁建設的前期施工方案的設計中仍然采用了三維建模技術模擬仿真建造，起到了關鍵的作用。因為橋梁在施工的進程中，工藝復雜煩瑣，項目規(guī)模龐大，建設周期長不同的項目結構構造不同，施工各不相同但又相互關聯(lián)，給施工帶來了極大的難度，BIM技術應用過程是首先使用BIM技術建立專業(yè)化的施工方案，把煩瑣的工藝在三維建模的解析變得直觀明了，培養(yǎng)橋梁施工工程BIM技術型人才。

1.BIM技術概述

BIM技術在我國工程行業(yè)的發(fā)展越來越迅速，應用也越來越普遍，得到了社會的廣泛認可，這一運用在2002年提出到現(xiàn)階段，在很多行業(yè)起到了關鍵的作用，促進了社會經(jīng)濟體制的發(fā)展以及市場經(jīng)濟體制的完善。對于BIM技術在建筑工程中發(fā)揮的實質性作用，其中最為關鍵的技術運用就是三維建模技術，工程項目借助這一虛化的立體結構模型，對工程建設的結構進行構建，有利于建設工程項目施工的進度，也有利于項目整體的水平建設。但是如果想要充分發(fā)揮BIM技術在實際的項目建造過程中的生產運用價值，更好地實現(xiàn)三維技術帶來的經(jīng)濟效益。首先需要對工程項目的信息資料準備充分，項目中的每一個結構，都要掌握其幾何圖形以及屬性，從而能夠對和智能體的結構模型進行優(yōu)化設計，使BIM技術能夠貫穿到整個工程建設的項目當中去，協(xié)助工程人員全面開展橋梁的施工建設工作。

2.BIM 技術在橋梁設計中的應用優(yōu)勢

對于現(xiàn)階段橋梁工程項目的建設而言，橋梁工程具有結構復雜的特點，在建設工程中無形地增加了施工人員的工作量，因此，做好橋梁工程的結構設計工作是非常重要的，可以讓整個工程項目變得可視化。在對結構體系進行設計的時候，存在較大的難度，因為，橋梁工程的建設對工作的嚴謹性具有較高的要求，如果存在一點差錯將會造成嚴重的后果，給橋梁工程帶來安全隱患，因此，對設計人員的專業(yè)程度也具有較高的要求，要求設計人員在進行橋梁項目設計的時候，可以恰當?shù)貙IM技術應用到其中，利用BIM技術避免人為誤差的出現(xiàn)，從而提高橋梁建設的質量[1]。具體的運用如下。

（1）BIM技術在橋梁工程項目的建設中具有可視化的優(yōu)勢，這種特點可以大大降低設計人員的工作強度，使設計人員可以基于三維模型結構下對橋梁建筑工程進行設計，能夠對各個結構的信息數(shù)據(jù)進行高效的利用。BIM技術不同于以往的平面圖形，很難將一些立體結構表示出來，而且BIM還可以及時將不同的橋梁結構運用不同的顏色線條表示出來，在提高設計水平的同時還能夠便于后期對設計方案的觀察利用，表面因為設計缺陷而造成的施工圖紙不明確的問題，給施工帶來難度從而影響工程的進度。

（2）BIM技術在橋梁的工程施工建設過程中，還具有較強的計算機處理能力的優(yōu)勢，在面臨錯綜復雜的橋梁工程結構建設體系時，設計人員往往需要考慮的因素也越來越多，內容也越來越復雜，設計人員就可能因為一時疏忽或者計算失誤而造成誤差，從而影響橋梁設計的嚴謹性，利用BIM技術可以充分地解決這一問題，大量的數(shù)據(jù)處理可以依靠人工智能化技術完成，尤其是在工程量統(tǒng)計以及工程造價管理上，可以形成更高效的處理方式[2]。

（3）BIM技術還可以對橋梁工程設計的方案進行優(yōu)化，全方位地對設計方案進行綜合考量，促使橋梁的設計方案具有可行性與科學合理性，對設計死角以及設計過程中可能出現(xiàn)的問題進行優(yōu)化、調整，降低工程變更的概率。因為工程變更會對橋梁工程的建設項目帶來一定的損失。BIM技術在虛擬模塊的運用也可以進行優(yōu)化設計，及時改進設計方案中的缺陷以及不足之處，及時進行完善改進，提升橋梁工程項目建設的設計水平[3]。

3.BIM 技術在橋梁工程中具體運用

在以往的施工圖設計的方案中，安裝圖紙一般采用平面效果的呈現(xiàn)施工設計，但是在實際復雜繁冗的施工現(xiàn)場，利用點和線這種平面結構很難完成施工，而BIM技術有效地解決了這一問題。運用三維空間結構模擬施工現(xiàn)場的情況，以滿足工藝技術的要求，使設計方案從二維模式向三維模式進行轉變，節(jié)省了大量的物力成本投入，創(chuàng)造出更多的利益同時也保證了橋梁施工的進程[4]。在施工進程中首先利用BIM技術對施工方案進行三維模擬，進行事前管控，有效節(jié)省資金投入，減少施工風險，其次是對施工的進程進行控制，BIM技術可以把三維的模型轉換為4D的模型，把施工的進度和施工過程中遇到的問題傳送到建立的模型中，再與初期BIM建立的設計方案模擬進行對比，可以直觀明了地觀察到現(xiàn)有的施工進度與預想存在的誤差，是否在可控范圍內，從而使施工正常開展。在安全質檢和控制成本上也有一定的應用[5]。

3.1 BIM技術應用在設計管理中的運用

首先是對項目的信息化管理，通過崗位級的BIM工具，對建造模型和施工現(xiàn)場的實際情況結合，可以在管理過程中減少工作難度，提高工作效率，為各項管理工作的數(shù)據(jù)提供可靠性和安全性的參考，控制項目的進度以及對使用物料提前管控，投資成本進行預算以便于后期的有效控制，為施工提供準確性的模型，從而減少施工的風險。如果施工模型模擬不精準，那么就需要返工進行二次施工，由此產生的成本不可控制，從而造成材料的浪費，不利于企業(yè)的精細化管理，應用BIM技術對每個環(huán)節(jié)進行深化設計，每個工藝的數(shù)據(jù)實時向信息系統(tǒng)傳遞，實現(xiàn)信息的共享性和及時性，以便管理監(jiān)督人員及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確性。還有遠程監(jiān)控系統(tǒng)，也提高了施工的安全性與可靠性，BIM模型能夠模擬還原施工現(xiàn)場，預測工程中可能存在的問題提前發(fā)現(xiàn)提前解決，提高施工的質量與安全性，節(jié)約工期和工程的成本，對工程成本進行一個有效的管控[6]。

3.2 可行性分析階段的應用

在土建施工建設中，BIM技術不僅發(fā)揮了在技術上的支持作用，利用三維技術建立的清晰可見的模型，可以預防在中后期施工過程中出現(xiàn)的各類問題，在建設初期能被及時發(fā)現(xiàn)及時解決，增進施工進度，減少維修重建，對工程的施工全過程進行有效控制。另外，在管理層面上，BIM全方位的把控工程建設過程中遇到的一系列信息狀況，數(shù)據(jù)更加直觀明了，使管理層清晰整個工程的了解更加全面，方便數(shù)據(jù)的參考對下一步計劃的方向提供支撐。除此之外，全面的現(xiàn)場實時信息，更方便管理者對項目的分析判斷提供有力的依據(jù)，而且，項目重要信息的安全得到了保障，BIM模型會保存完整所有的工程數(shù)據(jù)，防止丟失和泄漏，通過對各種BIM模型的建立，可以基本杜絕影響施工進度的因素存在。比如在施工作業(yè)的時候，一旦發(fā)現(xiàn)圖紙設計問題與現(xiàn)場的實際施工情況不符，BIM可以輔助設計人員對設計方案進行變更，全方位地對新橋型方案進行專家評測、流程模擬等，制定合理合適的施工方案，減輕設計師的工作量。

3.3 BIM在橋梁安全設計階段的應用

在橋梁工程設計圖完成之后，需要將圖紙交付給施工單位，如果采用以往傳統(tǒng)的2D技術，無法實現(xiàn)橋梁設計中堆疊位置的展現(xiàn)。而應用BIM技術之后，能夠通過幾何圖形實現(xiàn)橋梁工程所有精準位置的立體展示，避免了以往傳統(tǒng)型設計圖紙的表達障礙，讓工程圖紙更加直觀也更加豐富，表達的數(shù)據(jù)信息、模型信息也更加精準。另外，通過BIM技術能夠對工程的細致劃分，將收集到的模型數(shù)據(jù)導入到智能設備中，讓設計人員和施工人員通過遠程溝通交流，保障設計方案的可行性提升，加大對施工方案和設計方案的優(yōu)化選擇。BIM技術能夠展現(xiàn)橋梁工程設計中資源分配的合理性，讓設計方案更能滿足工程的經(jīng)濟要求。實現(xiàn)設計圖紙應用效率提升。以BIM技術為基礎，通過對整個工程施工過程的展示，讓設計的信息模型更符合橋梁工程的應用價值，保證橋梁工程整體施工安全與質量提升。通過對三維模型的分析，能夠讓工程施工模擬更加直觀，而工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)工程施工中存在的問題，及時做出施工進度和施工方案的調整[7]。

3.4 BIM 技術在橋梁工程施工階段的應用

在橋梁工程的施工階段，相關施工管理人員要對工程的施工進度進行有效控制，通過BIM技術，對工程的施工進度計劃以及月計劃等相關的信息進行有效的傳遞，在信息系統(tǒng)中進行整合，專業(yè)人員通過對收集的信息進行分析與研究，對橋梁工程的施工情況進行監(jiān)督，在一定程度上對4D化的管理方式進行實現(xiàn)，使得項目工程的進度管理水平進行提升。在對橋梁工程的施工中，通過BIM技術，將施工的數(shù)據(jù)以及施工進度等相關的施工信息在信息化管理系統(tǒng)中進行呈現(xiàn)，并使用BIM模型對收集的數(shù)據(jù)進行準確的記錄，并實時更新信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。與此同時，在BIM模型的基礎上，相關人員可以對整個工程的計量以及支付的情況進行全面的了解，為橋梁工程施工項目的相關決策提供一定的數(shù)據(jù)。在實際的施工中，BIM技術能夠對工程的各個環(huán)節(jié)進行有效的控制，在施工中降低了施工的難度，通過信息系統(tǒng)手機的數(shù)據(jù)，使得施工人員能夠更好的對橋梁施工建設進行立體化，對橋梁施工的質量進行提升。

3.5 注重對工程量進行準確統(tǒng)計

在橋梁工程項目的設計階段，設計人員需要對工程量進行準確統(tǒng)計。以往的工程項目設計中，一直運用的設計方法是簡單的點、線之間的運用，構建二維的平面結構，并且利用Excel表格的方法完成對工程量任務的計算。這種方法主要適用于那些比較規(guī)則的橋梁工程計算上，橋梁的結構比較簡單，對工程量可準確的進行統(tǒng)計。但當橋梁工程建設項目中的橋梁結構變得越來越復雜的時候，比如橋梁的結構出現(xiàn)不對稱或者不規(guī)則的形狀，依舊采用以往簡單的計算機處理方式很難對工程量的統(tǒng)計進行滿足，可能會出現(xiàn)誤差的情況，取這些誤差值的相近值需要消耗一定的時間，以及大量的人力條件，而且得到的結果也未必精準實用[8]。

因此，設計人員在進行施工方案設計的時候，可以引入先進的BIM技術滿足以往的設計方案滿足不了的現(xiàn)狀，彌補傳統(tǒng)技術中的不足，利用BIM技術構建橋梁三維結構模型，并針對模型的建立選擇適合橋梁構建的材料，借助BIM自動化技術對橋梁工程進行測量，利用CATIA軟件對橋梁的彎扭部分進行測量，并對彎扭部分的面積，長度進行精確的測量，對每一個環(huán)節(jié)都進行嚴格的把控，以降低生產成本。

3.6 確保設計的科學性，及時做好沖突檢查工作

在進行橋梁工程的設計階段，可以采用輔助的技術軟件Navisworks 完成對BIM技術的碰撞分析任務，對前期工程建設項目的工作進行審查核對工作，排查出施工圖紙中存在安全隱患的技術性問題，并制定改正的方案。不僅如此，還可以運用BIM技術完成需要采購材料的羅列以及采購清單的核對任務，對需要采購的物品進行落實，同時對材料的采購量進行檢查，防止采購量有誤差的現(xiàn)象發(fā)生。對于橋梁工程的設計階段來講，充分將BIM技術貫穿于施工建設的設計階段，可以對橋梁工程的建設起到一個連接管理的作用，保障后續(xù)工作的順利進行[9]。

4.結語

由此可見，橋梁工程是我國交通工程的關鍵部分，由于橋梁工程施工中會涉及大量投資，而且技術強難度非常大，又由于現(xiàn)階段橋梁工程建設項目的日新月異，導致項目工程在進行施工設計階段的工作難度加大，工程結構構件越來越復雜，導致設計人員的工作強度增大，往往會出現(xiàn)在設計環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象，導致后期的工程變更，難以呈現(xiàn)出理想的橋梁構架效果?；诖朔N條件下，BIM技術運用而生，引入橋梁工程建設當中有效地促進了設計階段施工方案的完善，利用三維建模技術有效解決了以往工程中設計圖紙的缺陷，設計人員可以有效地借助這一技術完成對橋梁工程的設計任務，在減少自身工作壓力的同時，還能夠提高設計效率以及設計的科學合理性，具有較廣的發(fā)展空間以及發(fā)展前景，值得在橋梁設計工作中推廣運用。