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BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用朱亚坤

发表时间：2021/5/14 来源：《基层建设》2021年第2期作者：朱亚坤

[导读] 摘要：现代科学技术日新月异，为社会的发展提供先进技术，对于桥梁工程的施工管理工作而言，因为施工阶段的施工风险大、施工工艺特殊、施工装备多、施工质量要求高，容错率低，使管理工作异常繁重，桥梁工程作为交通系统节点工程，不仅是国家重要的基础设施工程，更是社会关注的民生工程。

        身份证号码：13093019920706xxxx 河北沧州 061000
        摘要：现代科学技术日新月异，为社会的发展提供先进技术，对于桥梁工程的施工管理工作而言，因为施工阶段的施工风险大、施工工艺特殊、施工装备多、施工质量要求高，容错率低，使管理工作异常繁重，桥梁工程作为交通系统节点工程，不仅是国家重要的基础设施工程，更是社会关注的民生工程。由此可见，信息化技术的应用对桥梁工程来说是必要且急迫的，信息化的建设管理手段能有效提高桥梁建设过程中的施工效率、施工经济性和施工安全性，降低建设周期和成本、合理使用社会资源，提高工程质量，延长桥梁使用寿命。
        关键词：桥梁工程施工；建筑信息模型；信息管理；参数化；可视化；
        一、BIM的概念及发展现状
        1、BIM的基本概念
        BIM思想源于20世纪70年代，较为完整的定义为美国国家BIM标准（NBIMS，NationalBuildingInformationModelStandard），具体的定义为：BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工建设程项目设施与功能特性的数字化表达。
        2、BIM的特征
        一个完善的建筑工程信息模型具有单一的工程数据源，通过参考多篇文献总结BIM一般具有以下特征：
        （1）信息化模型：建筑信息模型进行参数化描述建筑的基本单元。
        （2）3D参数化模型：一种可以使用专业软件和工程具体参数来创建、管理、分析、驱动三维建筑模型。
        （3）模型信息的完整性：对工程对象进行3D信息描述以及描述对象的拓扑关系，呈现完整的工程信息描述。
        （4）统一标准：所有使用BIM技术的软件都需支持国际标准组织认可的工业基础分类标准（IFC，IndustryFoundationClasses）。
        （5）协同作业：多工种、多行业、多部位协同作业是BIM实现该目标的重要前提和基础。
        3、发展现状
        当今BIM是中国建筑业中最热门的话题之一。目前BIM技术运用于房建项目的成功案例非常多，如北京的中国尊、贵州建工军区总医院、天津大礼堂等。近几年BIM技术在桥梁上的应用也逐渐增多。但是对整个中国建筑业普遍来说这项技术仍然是比较陌生的。
        二、公路桥梁施工阶段管理中BIM技术应用特点
        依据BIM技术建立参数化3D模型，建立详细的结构属性参数，将桥梁信息模型与时间轴结合，形成桥梁4D技术。本文将主要集中探讨BIM在桥梁工程施工阶段的信息化建造、施工可视化、优化施工方案交底、设计变更优化、施工隐患排除（碰撞问题）、工程量统计、安全管理等方面的应用。
        1、公路桥梁施工管理中应用BIM技术的价值
        （一）实现施工可视化管理
        BIM技术能够根据公路桥梁施工过程的复杂程度对其实时性可视化处理，预先对场地各功能区进行布置、漫游，为场地布置提供合理方案。施工人员在模拟三维立体平台上，根据模拟的施工情况，构建出与实际工程情况吻合的整体工程模型，然后在三维立体空间中对模型实现多角度可视化操作，将工程施工效果以全方位、多角度方式进行展示，提高各参与方的协同性，进而提高公路桥梁工程的施工管理工作效率。
        （二）提高施工方案交底质量
        将BIM技术应用到公路桥梁施工管理中，进行可视化模拟施工方案。针对一些施工工艺比较复杂的方案，帮助施工人员全面的了解工程施工技术工艺和重难点控制。经过BIM技术对施工方案进行全面指导，针对工艺流程及工序要求、施工安全间距、重要质量技术指标等，进行动态化、可视化交底，有效提高现场管理人员和施工人员在施工过程中的规范化、标准化的有效控制，进而有效提高桥梁工程的整体施工进度和施工质量。
        （三）三维信息参数化管理
        传统的桥梁施工管理工作，信息化管理程度比较低，管理操作流程较为繁琐，反馈速度也不高，很难实现较为理想的施工管理效果。另外，这样管理方式需要投入大量人力进行工程的质量、进度、安全管理，增加工程的造价成本，使得施工企业很难实现降本增效。
        基于revit软件和二维平面设计图纸的数据信息，建立三维模型，模型可以对桥梁建设的重要信息直观反应，下图1是一个数字信息化的桥梁承台模型，能在构件中获得相关标识参数，包含基本尺寸、相关说明、规格、构件编码、材质属性、制造商、成本、及外部链接等信息。从而实现桥梁信息数字化设计。此模式状态下，桥梁工程施工过程中的计算、沟通、决策等工作，均可在可视化状态下完成。

        图1 信息化构件
        （四）工程量统计
        传统CAD平面图纸仅仅局限于点、线、面等基本信息，构件工程量不能直接计算，需要依靠人工先理解设计人员的意图和图纸计算方式，或使用相对专业、适用的造价计算软件，而且由于图纸的修改、方案的调整，导致不论在设计阶段、施工前准备阶段都需要数次的计算调整，需要大量的人力，且容易出现错误。
        使用BIM技术，使整个桥梁工程的信息都可以储存在模型数据库中，计算机可以直接的读取这些数据信息，并且快速有效的对各个部位构件进行工程量的统计分析，大大减少了人为操作带来的统计和计算错误，可以实现工程量数据随着构件设计尺寸参数化变化实时输出真实准确的工程量数据统计。
        （五）空间碰撞问题检查
        碰撞检测是BIM应用初期最易实现、最直观、最易产生价值的功能。在桥梁墩身、承台在施工时，钢筋、冷却管、预埋件等部件的交织处；在预应力箱梁钢筋绑扎时，密度大的钢筋与波纹管的交织处，都容易发生碰撞，在施工前运用BIM技术模拟施工，对它们的空间位置检查，提前发现可能出现的一系列问题，将存在的冲突及时调整过来，保证工程施工顺利进行，提高工程效率，减少返工，降低处理矛盾需要的工程费用，提高工程质量。
        （六）安全信息管理
        根据项目工程建立的ＢＩＭ模型，建立工程模型的危险源识别体系，将已知和潜在的危险源标注在ＢＩＭ模型中，注明各危险源的特点、危害、防护技巧要求，确保危险源检查交底全方面覆盖。如检查发现遗漏、无防护或者防护不满足现场要求等安全隐患问题，利用随身携带的移动设备随时对桥梁工程结构施工中的安全维护、监督整改等方面的内容进行有效的管理，在保证工程施工效率和施工质量管理工作的基础上，实现工程安全的全面性、动态性、实时性优化管理。
        三、结语
        在时代发展的浪潮中，技术、材料和工具的发展是建筑业发展重要基础，而建筑信息模型（BIM）无疑是建筑界一次伟大的工具革命。BIM的发展与当前迅猛发展的计算机技术、互联网技术紧密相连，BIM的产生极大地整合了工程项目的流程和资源，改变传统思维，提高生产效率。BIM不仅将在传统建筑行业大展身手，必将给桥梁工程的生产模式带来新的变革。桥梁作为一种特殊的建筑样式，也应把握信息化管理技术带给建造行业的变革契机，搭上信息化管理的快车，在新的生产模式下实现生产效率、经济效益的提升。
        参考文献：
        [1]姚晓坤．BIM技术在公路桥梁施工管理中的应用［J］．智能建筑与智慧城市，2018，No.260（07）：63-64.
        [2]林光明．BIM技术在快速公路跨河桥施工管理中的应用研究［J］．公路工程，2018，43（05）：185-190+208.