桥梁工程BIM技术应用研究 孙海蛟

发表时间:2020/1/9   来源:《基层建设》2019年第27期   作者:孙海蛟
[导读] 摘要:近年来,随着我国科学技术的快速发展,在信息化背景下,BIM技术在建筑工程领域得到了广泛应用,在设计施工和运营管理阶段都发挥着不容忽视的作用,能够提升设计质量和设计效率,强化施工组织,保证施工及运营管理效果。
        吉林铁道勘察设计院有限公司  吉林市  132000
        摘要:近年来,随着我国科学技术的快速发展,在信息化背景下,BIM技术在建筑工程领域得到了广泛应用,在设计施工和运营管理阶段都发挥着不容忽视的作用,能够提升设计质量和设计效率,强化施工组织,保证施工及运营管理效果。就BIM技术在桥梁工程中的应用情况进行了分析和讨论,希望能够为桥梁工程建设提供参考。
        关键词:桥梁工程;BIM技术;应用
        引言
        BIM技术是指一种建筑信息模型,其最大的特点就是能够对建筑领域内所有的项目信息进行可视化表达,对于大型复杂的工程项目具有重要的参考意义。虽然在我国的BIM技术仍然处在起步阶段,但BIM技术已经成为了一个炙手可热的话题,其将成为桥梁事业发展的一个突破口,所以BIM技术在桥梁工程中具有很高的推广价值。
        1BIM技术的基本定义
        BIM技术是BuildingInformationModel的简称,其基本含义是建筑信息模型技术,即运用数字技术与信息技术组建立体建筑模型。在建模过程中,BIM技术能够设计精细的立体化图纸,简化传统设计流程,准确预算建筑工程量与施工参数以及施工成本,集中整合施工信息,同时,运用可视化技术呈现建筑空间与体量,辅助建筑企业缩短工期,控制进度,降低成本与各种风险,避免施工变更失控。此外,BIM技术具有三大优势,即科学性、实用性、仿真性,集中发挥这三种优势,有助于为建筑工程施工作业奠定优质基础,科学控制施工进度与成本,确保建筑质量。
        2BIM技术的优点
        作为建设行业的新兴技术和先进工具,BIM技术为建设行业的管理提升和技术革新提供新的平台,它具有以下优势:(1)可视化:基于三维模型的构件信息,可以弥补二维图纸的不足,立体直观的呈现需要交付的产品或要体现的工作内容。(2)可共享:实现各参与方的信息实时共享,解决了传统管理中信息不对称及不及时的问题。(3)可计算:利用模型的参数化信息,能精确计算出工程量和施工所需的人材机的需求量。(4)可管理:打破传统管理模式下部门间的隔阂,以模型为载体,对项目进行协同管理。
        3桥梁工程BIM技术应用
        3.1BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用
        桥梁设计阶段,BIM技术的应用在前期设计和后期设计中都有体现,前期设计包括了立项、可行性研究、方案比选等,可以运用Revit等参数化建模工具,构建桥梁三维模型,将实际工程效果直观展示出来,提升设计的直观性,也可以为设计方案的比选和调整提供便利,保证设计水平和设计效果。模型构建完成后,配合三维渲染软件,能够显示真实场景的渲染图,也可以根据实际需求生成三维漫游动画,真实反映桥梁工程与周边环境的关系,得到了方案更加直观生动,效果更好。后期设计需要建立详细的BIM模型,为碰撞检查、设计纠错等提供良好支撑。桥梁结构内部存在相当复杂的空间关系,传统二维CAD图纸需要在不同图纸上对不同构件进行展示,很容易出现遗漏,引发各种问题,不仅不利于不同项目人员的沟通协调,也会给设计质量造成影响,在施工中可能出现各种各样的问题,如图纸表达不当导致信息传递丢失、特殊结构复杂部位显示困难等,这些都会对桥梁施工造成影响。BIM技术的应用,能够通过三维实体对桥梁构件进行表达,实现自动碰撞检查及三维可视化技术交底等,可以在项目模型中保存设计信息,并将其提交给施工单位,施工单位也可以将施工及养护信息添加到模型中,为后期的检查及问题分析提供数据支撑。
        3.2BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用
        (1)施工进度管理众所周知,桥梁施工的环境非常复杂,并且施工周期较长,桥梁构件繁多,体积庞大,施工结构复杂,而利用BIM技术可以有效地进行工序模拟。施工人员可以运用BIM模型的三维场景还原特点,对桥梁工程模型进行工序化的构建模拟展现,工程模型可以与施工计划进行数据性的匹配与关联,从而更好地把控施工进度。

通过BIM模型的工序模拟建立,促进相关施工人员快速对桥梁工程中可能出现的施工难点,以及应该把握的重点进行管控,并且提前做好相关工序的施工方案,有效进行桥梁工程现场指导,从而进一步保证工程施工进度与质量。(2)计量支付管理在桥梁施工中,BIM技术能够快速生成工程量。将桥梁工程中的工程量、相应报价及有关数据信息倒入BIM中,能够自动生成工程量。生成的数据会随着输入数据的变动而自动进行修改,包括人工的耗时与耗力和成本调价,从而进一步保证工作效率和工作准确性。计量支付管理可以根据施工进度,进行逐一管理,与进度互相对应,对月支付计量自动生成报告,进行自动核算,能够较好地帮助业主掌握工程款向与实际施工进度工程量的相符性,从而避免工程款项的超拨、少拨等问题的出现。
        3.3拟定桥梁工程施工方案
        运用BIM技术拟定桥梁工程施工方案,首先要以桥梁工程信息模型为基础,做好施工材料配置参数设计、材料运输方案设计、路桥结构设计、桥梁跨度设计、桥梁支座设计、桥梁墩台设计等工作。其次,要充分借助BIM技术编撰完善的施工说明书和施工计划,指明重点施工方法。一般来讲,桥梁施工重点项目主要包括桩基础、地基支层、桥梁支座、桥梁墩台和面层等。需要注意的是,不同的桥梁支座施工方法不同,因此,设计师应针对桥梁支座类型,拟定最适宜的施工方案。再次,要运用BIM技术拟定立体化桥面铺装方案、防水施工方案、排水方案、伸缩缝方案以及人行道、安全带、栏杆与灯柱的施工方案,以此提升桥梁工程的外形美观性,延长桥梁使用寿命。此外,桥梁工程设计师应注意提升设计方案的科学合理性,做好冲突检查工作。在此环节,桥梁工程设计师应充分借助BIM技术准确核算工程量,校对施工图纸,运用目标自动生成桥梁工程施工材料清单。然后,对比分析模型创建清单与二维化图纸,有助于发现工程量计算中的问题。最后,要运用BIM技术来加强冲突检查力度,努力确保桥梁设计的直观性与协调性。另一方面,应充分借助AutodeskRevit技术来优化工作集、连接管理模块与桥梁工程模型。
        3.4BIM技术在桥梁工程运营管理阶段的应用
        运营阶段,桥梁会受到各种因素的影响,可能出现相应的质量和安全问题,需要做好养护维修及管理工作,保证桥梁的稳定可靠运行,而无论是运营管理还是档案管理,都可以通过BIM模型的信息化及可视化功能实现。桥梁工程建设完成后,设计模型、施工模型以及各类信息都会经过数字化信息模型,传递给桥梁运营管理部门,利用这些信息,运管部门可以对桥梁结构使用过程中出现的风险进行分析,找出根源、明确责任,制定切实可行的维护整修方案,并将相关信息记录在BIM模型中。运用专业软件,可以实现对所有数据记录的高效查询,如桥梁墩台、预应力钢束乃至桥梁制作螺栓等,保证了数据检索的效率和效果,对于一些容易出现隐患和问题的部分,可以在BIM模型中添加提醒功能,通过定期检查来保证桥梁安全稳定运行。
        3.5BIM技术在桥梁养护中的应用
        (1)自动监测病害随着我国桥梁建设技术的不断发展,现代桥梁的结构和布局趋于复杂,高空及桥面以下的隐蔽构件也会对桥梁的监测带来困难,传统的专人巡察记录的养护方式工作效率低、监察质量差、主观性强,消耗了大量人力物力财力,而基于BIM技术只需在桥梁重要位置设置传感器,借助专业软件实时监控桥梁的病害问题,并做出及时的反馈。(2)建立桥梁病害云档案通过BIM技术,自动记录桥梁病害的类型及发生的时间、位置、材料等基本属性信息,建立桥梁的云档案,便于后续查阅。另外,可以建立桥梁档案互通系统,相同类型的桥梁在设计、施工以及后期养护等环节可以互相借鉴,及时了解薄弱点,进行重点设计与检查,节约工程成本,提高工作效率。
        结语
        对于桥梁工程,BIM技术在解决工程量大、信息不对称、沟通效率低等方面有着重要意义,同时其在提高设计效率、节约工程成本等方面也具有极大的推广价值,并且随着技术的完善,BIM技术也一定会在桥梁行业中得到广泛的应用,推动桥梁行业实现智能化、自动化的大变革。
        参考文献:
        [1]姜早龙,李园,张志军.BIM技术在跨越磁悬浮轨道桥梁工程施工中的应用研究[J].施工技术,2018(12).
        [2]李非,司选舟.BIM技术在桥梁工程设计中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2018(12).
        [3]李侠.BIM技术在桥梁设计阶段的应用分析[J].工程技术研究,2018(12).
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