亢月梅
(中交一公局桥隧工程有限公司，长沙 410000)
摘要：伴随着我国国民经济的快速发展，为适应恶劣环境设计的特殊造型的大桥，超大跨度的大体量跨海大桥等相继建成，依靠传统建设方式进行桥梁工程的施工，已经愈发不适用于现阶段的工程建设和质量需求，因而促使桥梁工程开始向新技术新理念方向发展。BIM及信息化技术作为建筑行业广泛应用的新技术，将BIM、信息化技术有效运用于桥梁工程全生命周期中，对桥梁设计、施工和运维都起到了促进作用。基于BIM及信息化技术在桥梁工程全生命周期中的应用分析，在详细阐述BIM及信息化技术基本内容的基础上，深入探究了BIM及信息化技术在桥梁工程全生命周期中的具体应用。
关键词：桥梁工程；全生命周期；BIM技术；信息化技术；工程应用
1 引言
在公路桥梁建设的进一步发展下，我国现有桥梁数量已经达到了100余万座，桥梁总数位于世界第一，并且这个数量一直处于快速增长的趋势。公路桥梁的建设，虽然完善了我国各个地区的交通体系，但由于以往设计和建设方式比较落后，很多桥梁工程都出现了不同程度的问题，且部分桥梁工程因为不能满足生产生活需求而被拆除重新建设。相对于其他工程，公路桥梁的建设周期比较长结构之间的相互影响较大，一旦出现质量问题，造成的资金亏损与社会影响也比较大，这也致使人们愈发关注桥梁工程的建设质量与水平。为此，本人主要结合个人工作经验与文献，对桥梁工程中全生命周期的BIM及信息化技术应用进行了相关探讨。
2 BIM技术的简介
BIM技术中文全称为建筑信息模型，是一种依托计算机三维技术和大数据技术而产生的新技术，是BIM思想在建筑业的载体。BIM技术应用于建筑设计、施工、运维等阶段，对建筑全生命周期信息整合和处理。BIM技术在实际进行建筑工程应用时，主要利用的技术为数字化技术，通过这种技术，可以建立虚拟的建筑工程三维模型，将建筑在各个阶段所产生的数据赋予给所建模型，构建出与实际情况相一致的建筑工程信息库，且这种信息库中包含了各种建筑物构件信息、几何信息、专业属性与状态信息等，实现对建筑工程各阶段的精细化管理。其次BIM技术在进行建筑工程应用时，具有信息完整性、模型关联性与模型可视化等使用优势，利用这些优势，建筑人员可以将桥梁工程的建设效果进行直观立体的展现，进而可以根据实际要求进行相关修改与改进，确保桥梁工程的建设能够在可预知的情况下进行。
3 BIM及信息化技术在桥梁工程全生命周期中的应用
3.1 BIM及信息化技术在桥梁工程设计阶段的应用
设计阶段作为桥梁工程全生命周期中最关键的阶段，BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用，主要体现在以下方面。
3.1.1方案设计
桥梁工程在进行建设时，主要由两个阶段需要进行设计建模，即初始阶段和投标阶段，这两个阶段的设计建模水平，在很大程度上直接影响着桥梁工程的整体建设水平。具体而言，初始阶段的设计建模，主要是对桥梁工程进行各种实体考察，然后进行各种数据的分析和统计，以对后期进行各种数据参考。使用传统方式进行初始阶段设计时，不仅流程比较多，也可能因人工操作不合理，使得其整理的数据不够全面，这对于后期参考而言，具有一定的误差性。但是使用BIM技术进行初始阶段设计，可以利用卫星或无人机等技术，对需要建设的场地进行快速建模，且这种方式采集的数据也比较精准快速。若需要进行实地感受，技术人员也可以佩戴VR眼镜，身临其境的进行桥梁设计技术效果游览。在进行投标阶段设计时，可以利用BIM技术对各种建筑信息进行整合，以对招投标进行快速的数据处理与方案制定。如图1。
图1 方案比选
3.1.2协调设计
在进行桥梁工程设计时，由于不同建设阶段的需求，涉及到的设计人员比较多，这些人员若没有进行良好的协同设计，可能在桥梁工程后期施工时存有各种问题。然而，若是将BIM技术应用于设计阶段，利用BIM技术可以将所有的设计人员进行专业分类，然后将其纳入到统一的协调中，以根据需求进行协同化的设计。如图2。
图2 协调设计
3.1.3参数化建模
在桥梁工程的设计阶段中，参数化建模非常的重要，其主要是对各种数据进行参数设置，并进行三维建模处理。使用BIM技术进行参数化建模，可以对桥梁上部结构与下部结构进行标准数据库的构建，使其能够在建立立体模型后，对各种参数进行逐条构建，如箱梁、墩身与基础等构件，进而实现自动化或批量化的桥梁构建快速建模。如图3。
图3 参数化模型
3.1.4碰撞检查
为确保桥梁工程的施工质量，需要在设计阶段中，对桥梁的各个构架进行检查，以确保桥梁施工的质量。使用BIM技术，可以通过三维建模，对钢筋预应力筋、桥梁上部、桥梁下部、桥梁内部、隧道内机电管线等，进行不同角度的可能碰撞检查，如图4使其能够对不合理之处进行快速处理，进而避免在后期施工出现各种不合理情况，需要进行返工处理。
图4 碰撞检查
3.1.5 BIM数据库
桥梁工程的工程量比较大，涉及到的范围也比较多，这使得桥梁工程的数据量比较多，以往多是使用人工方式进行数据处理，效率与处理水平都比较低。但是，使用BIM技术，可以根据工程情况，建立BIM数据库，将所有涉及到的桥梁工程数据与参数进行整合处理，以使得工作人员能够根据实际情况，快速调取所需数据进行模型参考与优化。
3.2 BIM及信息化技术在施工阶段的应用
3.2.1 施工进度管理
桥梁工程在进行建设时，对周围环境的影响比较大，这也使得桥梁工程的施工进度，成为了全生命周期管理的重点。但由于桥梁工程涉及到的施工方比较多，需要协调各种数据处理与设计方案，并且包含多类施工技术人员，导致桥梁施工的进度可能比较难控制。对于此种情况，将BIM及信息化技术运用于施工阶段中，能够对桥梁工程进行全程三维建模的处理，使得技术人员能够根据建模情况，提前做好各种施工计划与施工防范措施，如图5。特别是对于施工阶段的变更情况，可以利用BIM技术进行桥梁工程的变更建模处理，以在三维建模多个角度的展示下，准确了解变更的情况与需要防范的地方。此外，也可以根据三维建模的施工需求与情况，对各种技术人员也能进行协同安排与处理，使得施工人员能够对相应技术环节进行快速处理，确保桥梁工程的施工进度与质量。
图5 多维进度管控
并且通过信息化手段，结合人员、机械、物料等投入，通过进度计划与实际施工进行对比，可直观展示出计划与实际的差异，快速分析进度是否超前或滞后，指导管理人员对现场施工进行快速调整，以免影响工期，如图6、图7。
图6 计划进度模型展示
图7 实际进度模型展示
3.2.2 安全管理
施工现场安全管理是项目乃至集团公司稳步前进的基础，管控好项目的安全管理，现场施工才能放心进行。通过信息化手段，建立线上安全问题实时上传、整改、闭合的模式，可让相关管理人员及现场施工人员即可查看现场问题，通过推送消息及时整改，保障现场安全施工，如图8。
图8 安全管理
通过统计各个班组及工区出现的安全问题及整改情况，做出相应的奖惩，提高管理人员及施工人员的工作积极性，达到从“要我安全”到“我要安全”的思想转变。
3.2.3 质量管理
质量是工程建造过程中的灵魂，把质量管控好项目便成功了一半。此时，信息化管理便显得尤为重要了，通过信息化手段进行三检制报验及现场质量隐患、质量问题的填报、整改，形成完整的、有迹可循的、透明的资料，每一个环节严格管控，提升工程质量。如下图所示，同安全问题一样，质检人员发现问题上传至手机APP，选择相关责任人整改，最后质检工程师进行复查，形成一个完整的闭环，如图9。
图9 质量管理
通过信息化手段，对发现的问题进行汇总分析，分类显示，可明确查看哪类问题出现的频率较高，为项目之后的管控提供指导性的方向。
3.2.4 人员管理
劳务工人实名制是现在工程项目中十分重要的一环，但也是实施难度大的问题。通过借助高拍仪实名登记、闸机人脸识别、信息化平台分劳务队伍实时处理进退场员工信息，结合入场教育、工资发放等信息，切实管理项目劳务人员，做到有迹可循、有据可依，如图10。
图10 人员管理
3.2.5 计量支付管理
对于桥梁工程的工程量、相应报价与数据信息，技术人员可以将其导入BIM数据库中，使得BIM技术能够在对这些数据进行分析与整合后，自动化的生成桥梁工程工程量，给予造价管理人员相应的参考。对于各种数据变动情况，BIM技术生成的各种数据，也会随着数据的变动自动化进行修改，例如人工耗时、耗力与成本调价等，这些都会自动化进行相应更改的，这利于保证桥梁工程计量的准确性。其次，利用BIM技术进行计量支付管理，可以对施工进度进行自动化的月支付报告生成，然后再相应进行自动化的核算，这可以帮助建设方对于各种资金的去留，进行准确的掌握，避免工程施工过程中出现超支或少拔的情况，如图11。
图11 计量支付管理
3.2.6 资料管理
随着建筑行业的不断发展，施工资料存在的形式也逐渐发生了变化，部分地区已承认电子版资料，由此，纸质资料将会逐渐被替代。而电子资料更为快捷方便的一点就是，在每一个分部分项上挂接相应的资料、图纸，就可以在相应的BIM模型中看到这些信息，资料全面，便于提取及各部门之间调用，同时云端备份资料更利于资料的长久保存。当竣工资料归档时，只需按照相关部门要求打印、加盖公章即可，方便快捷，大大减轻竣工验收时的工作量，如图12。
图12 资料管理
4 结论
综上所述，BIM及信息化技术在桥梁工程全生命周期中的应用，主要体现在设计阶段、施工阶段与运维阶段，合理将BIM及信息化技术应用于桥梁工程全生命周期中，不仅可以使桥梁工程全生命周期的管理更系统化与合理化，也可以切实于提升桥梁工程的建设效率与质量，这对于促进桥梁工程行业的进一步发展而言，具有一定的有利作用。因此，在实际进行桥梁工程全生命周期BIM及信息化技术应用时，需要根据实际情况，合理将BIM及信息化技术运用不同的建设阶段，以使得BIM及信息化技术在桥梁工程全生命周期中的优势可以充分发挥，进而更好的为桥梁工程建设提供基础技术服务。同时，在应用信息化手段时，不断总结、优化，逐渐形成可复制的成果，对其他工程项目可起到极其重要的指导作用，从而在建筑行业充分应用信息化管理，打造完善、成熟的智慧工地。
参考文献
[1]张晓.蔡瑞瑞.BIM技术在桥梁工程全生命周期中的应用[J].市政技术，2019，（4）：16-18.
[2]肖赤.BIM在桥梁隧道工程中的全生命周期的应用[J].大众投资指南，2018，（14）：82-89.
[3]李亚军.BIM技术在桥梁工程运营阶段的应用研究[J].重庆交通大学，2015.（12）：67-68.
[4]吴宏波.刘情.王昆鹏.桥梁工程全生命周期中BIM技术的研究和应用[J].中国公路，2018，（7）：16-18.
[5]尹志雨.桥梁工程BIM技术应用[J].黑龙江交通科技，2017，（3）：82-89.
[6]刘国祥.关于桥梁设计优化方面BIM技术的应用分析[J].大陆桥视野，2018，（6）：67-68