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摘要：针对BIM可视化技术下的桥梁施工，探究如何高效的管理桥梁的结构和性能信息。通过建立桥梁的三维模型，将设计阶段和施工阶段信息引入三维模型以便于信息管理和查询，将三维模型进行施工模拟，降低施工中的错误发生率，也能提高桥梁施工的效率。希望通过分析BIM技术在桥梁施工可视化管理中的应用效果，能够为BIM技术在桥梁工程中的的实际落地应用提供一定帮助。
关键词：BIM技术；桥梁施工；可视化；信息管理
引言
我国对桥梁工程的建设质量越来越重视，随着施工技术的不断提升，大型桥梁越越来越多，然而在桥梁施工过程中，桥梁建造的信息化程度仍然较低，使施工成本较大。BIM技术的出现能够显著的提高工程信息化水平，方便全寿命周期管理，借助BIM的可视化技术可以对施工过程实施监控，可以有效地避免施工中的错误。研究基于BIM的桥梁信息管理方式，可以为桥梁工程监控和管理提供新思路，同时为施工控制信息化提供技术支持。
1桥梁工程施工可视化
建立路桥隧三维数据模型，能够精准管控长大线路测量以及施工测量，而精准管控作为目前路桥施工测量的主要发展方向，桥梁施工的精准管控能够有效地提高施工测量速度，进而提高施工效率，降低了项目施工中的错误发生率，也能提高施工测量中的信息化水平；除此之外，将建立的路桥三维数据模型提供给专家进行进行临时结构设计也是应用BIM技术进行路桥施工的重要内容。
可视化技术就是利用图像显示技术和处理技术构建新型模型，通过将抽象的信息进行适当的转化，然后将信息以图像的模式展现在人面前。目前，现代化技术不断发展，在此基础上，可视化技术也实现了一定的突破，早期的二维平面已经无法清晰的将对象信息完整的展现出来，这使得三维立体技术逐渐取代了二维技术。三维技术在展示信息层面远远优于二维平面，且三维立体模型在信息的表现中更加真实，可以将信息跟直观准确的表现出来。
可视化程度对于工程施工而言，也能够在一定程度上改善施工效率，即是工程时效的一个重要标准，BIM技术出现前的可视化技术一般为二维的CAD图像和三维的3DMAX模型。相比于3DMAX模型而言，BIM技术具有较高的可视化程度，并且操作简单，对计算机设施的要求不高，同时具有实时性。采用BIM技术搭建的三维模型，包含了如建筑尺寸、相关参数等各个项目的全部信息，通过BIM技术搭建三维模型，可以模拟工程建设过程，从中获取的信息可以传递给各个参与方，从而实时管控施工进度，有效地避免施工错误，提高施工进度，此外在信息的交流中可以不断地完善施工方案，提出新的施工决策。
2应用BIM技术的桥梁施工可视化技术
2.1桥梁施工中的BIM可视化技术
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图1 BIM技术的可视化施工构成
在桥梁施工中应用BIM技术主要是通过搭建起三维可视化模型，在模型搭建过程中展示建设成果。模型的相关内容作为BIM技术中的基本内容，可以在BIM中构建、传递和使用，借助BIM建模软件作为媒介，同时以网络和服务器为应用环境。其中可视化应用包含了三个部分，分别为数据层、平台层和应用层，如图1所示。
图1中显示，数据层即是BIM技术中的数据库，包含了多种类型的数据信息，主要分为模型的几何信息、非几何信息和物理信息、施工过程中的进度信息和改进信息、管理层面的管控信息等。平台层的作用是将数据信息集成和共享，可以对数据库中的信息进行有效的分析和组合，常见的平台软件有Naviworks、DELMIA以及施工管理软件等。另一个组成部分为应用层，应用层的作用是提供依据给管理决策，在施工的多方面进行应用。在这些技术架构上，桥梁施工的BIM可视化应用模式分为两种，其一直接在桥梁的三维模型中应用，利用三维模型实现多角度的可视化应用，虽然可以进行三维浏览，但是可视化程度较低；其二可将模型信息进行数据转换，然后将数据导入可读取相关数据的平台软件中，除此之外，还能够在施工过程中实时导入相关施工信息，关联模型和相关信息，在以此平台为基础，就能够实现动态化管控工程各个方面的信息。
2.2应用实施流程
桥梁施工的条件和桥梁的特点不同，所以在桥梁施工可视化中，应用BIM技术可视化施工的项目就存在一定的差异，实施流程也会不同，如图2所示。
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图2 BIM技术在施工准备中的流程
图2显示，当设计人员设计完桥梁主体的图纸后，BIM团队的项目人员根据图纸上的信息构建桥梁主体BIM模型，在构建过程中不断检测相关信息的准确性，对出现错误导致建模失败的部分或者图纸中的不足及时反馈给设计人员，设计人员依照反馈完善设计图。其次BIM模型建立之后，BIM团队再创建桥梁主体的4D模型，再依据施工方提供的施工相关信息输入模型。结合施工工序展开相对应的可视化测试，首先进行结构碰撞检测、模拟场地布置和桥梁的每个施工方案，此外对于施工中的机械设备也要进行测试，如架梁吊机的站位等。若模拟结果符合施工要求，就将成功模拟的模型和结构导入管理系统，作为管理中的依据和基础；若出现模拟失败，就反馈给BIM团队，对三维模型及时处理调整，然后再次进行模拟，知道模拟成功后导入管理系统。最后当所有模拟数据都导入之后就能够从管理系统中读取BIM可视化应用成果。
3 BIM可视化技术的桥梁施工
3.1 工程概况
以某桥梁为例，其桥梁工程主桥长六百米，共设置有双向八车道，是一个比较重要的交通工程。在桥梁设计之前，首先实地调查当地的地质情况和气候因素，以此判断施工现场的场地限制问题，分析工程的复杂性，利用BIM技术，实现桥梁施工可视化以降低施工难度。设定施工方案为首先确定BIM应用目标，其次采用相关软件进行调研分析，最后组建BIM团队。
应用BIM技术的桥梁施工可视化可以很好的体现出技术和管理方面的优越性，在技术层面上，三维模型的建立可以准确的展示出施工过程和施工技术；在管理层面上，BIM可视化技术能够精准的管理施工流程，并对管理流程进行进一步的优化和完善，具体如图3所示。
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图3 桥梁施工可视化应用
图3中显示，桥梁施工可视化在技术层面可以实现三维展示、清单算量、碰撞检查、施工方案模拟、可视化交底以及旱地模拟等。在管理层面可以实现施工信息查询、建设材料查询和管理、施工进度管理、成本管理以及质量管理等。
3.2桥梁可视化施工
复杂桥梁的施工大多数处于偏远山区或者丘陵地带，由于施工所在地的地形复杂性，就需要对施工场地进行有效布置，这也属于桥梁施工准备阶段的主要内容之一。利用RBCCE来创建桥梁三维模型，可以方便得到桥梁平面布置图，从平面图中又能够直接检查桥梁的左右梁缝和曲线偏心等桥梁特征数据。此外还能够查询到桥梁上任意点的三维坐标，将其应用于桥梁施工的测点检查，若将其装载至移动设备上，就能够实现模型内外业一体化测量。BIM技术在RBCCE平台上的应用，可以将施工工程场地的布置直观的展现出来，技术人员依据现场三维视图选择和使用吊装设备，合理的规划施工道路，一方面提高施工现场机械设备覆盖率，另一方面降低了材料的运输成本以及起吊费用。三维BIM模型主要是通过模拟钢梁进场、吊装设备起吊过程以及材料运输等操作的空间需求，以此来反应施工项目的真实情况，进行施工场地的合理布置，方便项目的跟进。
BIM可视化模拟技术，主要是对将施工现场的方案和BIM技术互相结合，以此创建三维模型用于桥梁临时结构的设计和计算，也可以用来作为连续梁桥及刚构桥悬臂施工阶段的仿真模拟中的基础数据。由于RBCCE平台中会提供各种大小的模型，可以帮助优化常见临时结构的设计以及相关参数的查询和计算，各种大小模型组合就能够实现三维MIDAS模型的自动生成，并且能够进行三维空间设计。目前能够实现计算的对象比较多，其中包括了梁柱式支架计算、托架计算，此外还能够计算挂篮、模板等，对常用的临时结构如钢板桩、碗扣满堂支架等进行建模优化设计，最后可以得到各结构的相应计算结果和三维造型，在施工项目管理和项目挖潜中都具有正向的积极作用。
3.3桥梁施工信息管理
将BIM可视化技术应用于桥梁施工中，实现了施工过程的可视化，不同于以往的二维管理方式，在繁琐的工程项目中，能够较为容易的实现全面统筹，管理中更加的精细化。以BIM技术为基础，施工管理可视化可以动态集成相关的信息，并将信息内容以4D形式展示出来。另外可视化施工管理主要是通过三维扫描技术将现场施工进度和三维模型相互连接，可以提高施工过程中的信息化水平，结合施工资源信息，就能够将多目标多阶段的工作做到实时沟通协调衔接。以BIM技术为基础的可视化施工管理主要由进度、物料、成本、质量、安全管理以及可视化交底组成，其中还包括了各项信息查询。
其中进度管理在关联BIM模型和施工进度时，还能够将实时施工进度和计划进度相互关联，这样就可以自动生成4D模型，不仅能够反映出空间上状态，还能够在时间上反映出施工进度，达到了不间断的监督施工进度情况的目的。施工中的成本管理是通过比较施工进度和设计的施工计划，推算施工的资金使用和后续资金的补充，以控制不必要的资金浪费，实现动态管理成本。质量安全管理就是在模型中模拟整个施工过程，从模拟中找出施工各个阶段的不合理性，对其施工流程进行改善，同时在施工中应对存在安全隐患的环节重点把控，完善施工方案，确保施工中的质量安全。所谓的可视化交底就是将BIM技术构建的可视化模型通过施工管理平台传输到现场施工人员的移动设备的相应软件中，实现远程对现场的指导工作，现场施工人员还能够自主查询施工方案和计划，提出相应的建议，也可以通过风险源识别来提高施工安全，进而提高施工效率，也保证了施工质量。
可视化施工管理中的物料管理是利用扫码技术将材料信息通过扫码导入BIM平台，实现和三维立体模型的结合，按照施工现场的施工进度和材料使用情况，可以实时更新BIM模型中的物料信息，管理人员可以快速的从三维模型中直观的了解施工材料的使用情况，也能够提前准备后续施工所需的材料，对物料进行动态监测。
3.4应用效果
该桥梁在施工中结合BIM可视化技术，应用效果较好，和传统的二维图纸管理方式相比，大大的缩短了工期，且成本费用也得到了明显的降低，有效地提升了施工效率。经测试，桥梁质量达标，同时经专家评审，得到了较高的评价。
4结语
目前在桥梁工程中应用BIM技术仍然处于探索阶段，相关理论和技术还有不成熟的地方。在本次研究中讨论了结合BIM技术和桥梁工程施工过程，针对方案实施的重难点实行场地布置模拟，对桥梁结构部件模拟选择，并且利用BIM技术优化施工方案，在桥梁信息管理中还能够实现现场三维可视化交底。总而言之，利用BIM可视化技术建造桥梁施工的三维模型，可以实现桥梁施工的可视化管理，对提高施工效率有着较大的价值。
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