韩宇
中交瑞通路桥养护科技有限公司 陕西省西安市 710065
摘要：桥梁养护系统作为延长桥梁使用年限的重要保障，若能联合使用BIM与GIS技术，有助于提高桥梁养护水平。在此之上，本文简要分析了基于BIM-GIS技术下桥梁养护系统设计目标，并通过设置桥梁巡检模型图、构建BIM+GIS图形引擎、巩固预防性养护功能、采用标准化管理架构等要点，进而为桥梁养护工作的开展提供新指引。
关键词：BIM-GIS技术；桥梁养护系统；巡检模型图
前言：BIM-GIS技术背景下研发的桥梁养护系统，能够实现可视化管理，并针对桥梁病害进行定位，以此确保桥梁拥有良好的质量。桥梁养护工作是保障桥梁质量的关键步骤，在其采用信息化养护管理措施时，可帮助养护人员减轻工作压力，而且还可提升养护精准度，最终促使桥梁展现出显著价值。
一、基于BIM-GIS技术下桥梁养护系统设计目标
（一）提高桥梁养护水平
桥梁养护主要是对桥梁路面、结构、材料等部分进行修复、保养、加固，以此优化桥梁功能，使其形成更长的使用年限。现下我国在桥梁养护工作中已然积攒了丰富的管理经验。桥梁养护还可适当规避桥梁病害风险。随着技术的进步，在原有人力管理模式下，开始引进BIM技术与GIS技术，以此提升管理便捷性，借此提高养护水平。同时，在信息化操作下，还可准确记录桥梁病害监测结构，设立单独的桥梁养护台账，通过动态管理形式，改善桥梁养护管理现状。据此，融合先进的技术手段，是桥梁养护系统设计的重要内容[1]。
（二）实现精细化养护
在我国桥梁养护过程中，为了进一步改善桥梁品质，养护作业在桥梁建设与修复期间占据着重要作用。尤其对于新建成的桥梁结构，应严格监测其裂缝、变形情况，并在病害未产生严重后果前加强修复。尤其对于混凝土路面桥梁，常受混凝土材料凝结时间因素的影响，导致后期因洒水养护不到位，导致桥梁路面开裂。而在信息技术参与下成功研发桥梁养护系统，可从根本上提升养护有效性，特别是对于细微病害，可实施精细化养护。事实上，早在1950年，日本桥梁养护就曾提出精细化养护概念。而我国在桥梁养护中也需要逐步渗透精细化养护理念，实现桥梁构件及其材料的细致分析，以便实现桥梁养护结果的完整记录，也能结合不同桥梁项目制定专属化养护方案，提高桥梁品质达标率。
二、基于BIM-GIS技术下桥梁养护系统设计要点
（一）设置桥梁巡检模型图
在桥梁养护工作中，若能研发集BIM\GIS技术于一体的信息系统，有助于改善桥梁养护管理现状，其中BIM技术与GIS技术的联合应用，具有突出价值。其中BIM技术能够将桥梁结构及其周边环境转化为可视化图形，而GIS技术可实现桥梁精准定位，由此通过空间地理信息分析功能，实现精准化养护作业。一般而言，在桥梁养护系统设计环节，还应当充分结合BIM技术与GIS技术特征，加强桥梁巡检。只有先行确定桥梁缺陷类型与点位，才能根据巡检结果开展下一项修复保养工作[2]。桥梁工程通常体量都比较大，构件多，整体结构复杂，施工环境也复杂多变，等等，如果在施工过程中采用BIM技术，就能实现对桥梁模型信息分析和共享；而应用GIS技术，则能有效分析地理环境要素，准确实现桥梁位置的定位.
本文以桥长1074m的徐浦大桥为例，整个桥身跨度590m，边跨跨径为220m。在宽为35.95m的桥梁路面中设置了八车道，且利用漂浮手段进行建造。其中桥梁结果以钢-混凝土组合梁为主。在该项目养护作业中则使用了BIM-GIS联合养护方法。其中先行构建巡检模型图，在BIM技术的辅助下，针对桥身引桥匝道与周边附属结构建立单独的模型。其总模型数量达到了9440个，其使用的数据存储量为1GB。而在后续应用GIS技术对其进行定位时，则采用轻量化处理方式，准确记录巡检信息。同时，在该项目中应用的BIM-GIS桥梁养护系统中还具有巡检模拟模块，能够模拟真实养护流程，以影像形式记录好养护作业范围内周边环境与附属设施的实际情况，继而为养护工作中巡检车堵塞问题提供了可靠依据。基于此，在系统设计中可参照巡检要求优化系统功能，促使养护措施可行性更强。
（二）构建BIM+GIS图形引擎
在设计桥梁养护系统时，依托BIM-GIS技术，还应当构建图形引擎，以此利用数据集成功能，准确采集桥梁相关数据。经由GIS引擎联合BIM数据，可促使桥梁养护工作有所突破。此外，在引擎设计中还应当实现数据有效对接，并且还应保证系统中收录的信息符合桥梁实况。对于GIS图形，还可采用BIM技术，将其转化为三维图形，确保养护人员更加全面的掌握桥梁养护重点。此外，在图形引擎参与下，还可应用互联网技术设置网络浏览服务，将桥梁结构与周边环境呈现在系统界面上，根据养护人员的浏览进度自由调整三维图形查阅速度，这种方法，能够保证养护人员在制定桥梁养护计划时，更细致掌握桥梁当下存在的病害情况与缺陷修复方式。此外，还可结合图形引擎功能的设计，知晓桥梁项目中的主管部门[3]。
以徐州地区某一高速桥梁为例，其全程8060m，宽为50m，其车辆行驶速度为每小时80km。自建成后具有10年的养护期。通过GIS-BIM技术联合辅助下的养护管理系统，可将该项目的负责方进行细化总结。如桥面排水设施由水利部门负责养护，而桥梁管线则由产权单位负责养护，至于桥梁主体设施应由交管部门实施养护。只有明确养护职责，才能更高效分配养护任务，提升养护时效性。
（三）巩固预防性养护功能
在桥梁养护系统设计环节，借助GIS技术与BIM技术还可优化系统中的预防性养护功能。事实上，桥梁病害的出现常常能够凭借车辙痕迹、桥梁材质等因素掌握病害发展趋势。比如车辙严重的桥面若不及时加以修复，将演变成裂缝，致使桥梁错失养护良机。此外，对于小裂缝，若不在最短时间内对其进行充填加固，也会由50cm裂缝发展为100cm裂缝，甚至会在车辆不断碾压中继续加重。因此，在桥梁养护系统设计中，还应当贴合桥梁养护作业的预防原则，完善系统功能。同时，还应当在系统中补充每一种桥梁结构病害防治具体步骤。
例如对于桥梁钢支撑、钢板等结构，应在系统中记录好第一次除锈养护时间，然后由系统自动提醒相关部门按时进行除锈作业，又或是通过系统中的三维图形监测是否存在细小病害，及时安排养护人员根据系统标准的点位前往现场进行养护。只有时刻注重桥梁养护效果，才能有效杜绝桥梁病害问题，促使桥梁持久保持优良性能。养护人员应善于依靠养护系统预警信息确定养护内容。
（四）采用标准化管理架构
桥梁养护系统设计还需实现BIM数据与GIS数据集成化管理，在系统设计中构建标准化管理架构，规范桥梁养护管理行为。其中对于BIM数据，应结合桥梁构件精度、几何特征，设置空间代码，并纳入细致化桥梁运行状态、运维管理负责人等信息，这些记录信息都能够直接通过系统查询功能获取。此外，还应当从下述五个阶层，增加系统框架完整度，促使桥梁养护能够实现信息化管理。其一，基础层，引进软硬件设施用于优化信息化管理环境；其二，数据层，数据层主要用于存储桥梁养护数据，如地理位置、病害类型等，以此作为桥梁养护凭证；其三，内核层，在GIS平台辅助下联合BIM技术可根据核心数据提供专属服务。好比面对桥梁病害数据，可从病害等级划分、病害处理措施等方面获取服务；其四，服务层，此层级设有数据库，且能够新添或删除相关数据；其五，应用层，此部分可在客户端处提供实践功能。例如数据统计、养护管理、巡检检索等。
结论：综上所述，基于BIM-GIS技术设计桥梁养护系统，不但能够提升桥梁质量，而且还能实现可视化管理，改善其养护便捷性。据此，应从桥梁巡检模型图、BIM+GIS图形引擎、预防性养护功能、标准化管理架构等方面着手，促使桥梁养护管理工作拥有更高的成熟度，为后续桥梁项目的养护作业奠定可靠基础。
参考文献：
[1]陆益军,王晓妮,孙茜.基于BIM技术的桥梁养护管理系统应用成熟度分析[J].福建建材,2020(03):1-3.
[2]朱志远,王福星,尹新刚.基于动态、精细化管理方式的桥梁养护工程管理系统功能设计[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(08):131-132.
[3]刘昌敏.基于WebGIS的三维桥梁养护检测信息系统设计与应用[J].山西交通科技,2020(04):98-100+145
[4]BIM-GIS技术在建筑施工管理可视化中的应用[J].李学东.科技风.2018（22）