BIM技术在桥梁工程中的应用初探
On the Application of BIM Technology in Bridge Engineering
胡青 HU Qing
（陕西省建筑职工大学，西安 710065）
（Architecture Labor University of Shaanxi Province，Xi´an 710065，China）
摘要： BIM（建筑信息模型）是以三维数字技术为基础，综合集成建筑工程项目各相关信息的数据模型，服务于工程项目全生命周期。本文介绍了BIM技术在国内外的应用特点，结合桥梁工程的施工特点阐述了BIM 技术的优势，同时提出了 BIM 技术在设计运营等阶段的特点，以促进BIM 技术的成熟和普及。
Abstract: BIM (Building Information Modeling) is the data model based on three-dimensional digital technology, integrating all relevant information of construction projects and serving in the whole project life cycle. This article describes the characteristics of BIM technology in home and abroad, elaborates the advantages of BIM technology by combining with the construction characteristics of the bridge project, and also proposes the characteristics of BIM technology in design and operation stage to promote maturity and popularity of BIM technology.
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关键词 ： BIM技术；信息化；桥梁工程；施工
Key words: BIM technology；informatization；bridge construction；construction
中图分类号：U448 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0073-02
1BIM技术发展现状
BIM（建筑信息模型）是一种基于三维模型的智能工作方式，它能够创造、发掘和保存建筑设计、施工、运营全流程中的各项数据，从而大幅度提升决策效率和生产力，促进建筑业转型升级。预计未来两年内，中国BIM应用率较高的施工企业数量将会有108%的增长，它将广泛应用与建筑设计和道桥建设领域。
2BIM技术在桥梁施工阶段的应用
2.1 数字信息化施工
钢构桥梁所用的部分构件可以异地加工，然后运至施工现场进行拼装。运用数字信息化手段可以预制桥梁结构,然后通过工厂化的生产制造手段防控施工中的各种不利因素，以确保构件质量达标,同时进一步桥体施工周期，提高效益。
2.2 施工模拟
基于BIM技术的4D桥梁施工模拟技术可以在项目建造过程中编制科学的施工组织计划，同时严格把控施工进度，合理布置场地并优化资源配置，从而以点带面，全面把控整座桥体的施工进度和工程质量，以期在提高工程质量的前提下节约施工总成本，提高经济效益。
2.3 安全数据信息管理
基于BIM技术的桥梁安全数据信息管理平台可以搭载管理施工中的关键数据，并利用集成平台实现数据共享，使各单位全面掌握桥梁施工的安全信息，以便制定科学有效的施工组织方案，防止因安全信息数据管理滞后而埋下安全隐患，甚至引发施工安全事故。
2.4 物料设备管理
在BIM技术问世之前，施工单位往往借鉴物流行业比较成熟的管理经验及技术方案，例如使用无线射频识别电子标签技术；可以将桥梁构件、工程设备以及相关物料贴上标签，以此跟踪管理施工进度。但RFID技术只能识别一部分信息，无法掌握桥梁施工全过程的数据流，这点缺陷可以通过基于BIM技术的桥梁信息模型来弥补。
2.5 协同作业
协同作业是设计之外的各种设计文件与办公文档管理、人员权限管理、设计校审流程、计划任务、项目状态查询统计等与设计相关的管理功能，以及设计方与业主、施工方、监理方、材料供应商、运营商等与项目相关各方,进行文件交互、沟通交流等的协同管理系统。在桥梁工程施工过程中，利用BIM技术实现协同作业，能保证施工科学合理化。BIM技术不仅在施工领域发挥巨大的作用，并且对提高设计、运营领域的效率、节约成本也将起到积极的推动作用。
3BIM技术带给桥梁工程的革新
3.1 方案评审的直观性
基于BIM的桥梁工程，可以让业主在方案选择评审阶段更加直观地看到工程完工后的效果及相关数据分析。
3.2 更加准确的工程造价
基于BIM模型的工料计算相比基于2D图纸的预算更加准确、而且更多的工作由计算机完成，且节省了大量时间。
3.3 提高生产效率、节约成本
BIM技术所提供的协同设计、参数化设计功能，有助于优化桥梁结构设计，可以避免施工环节多次返工，既节省时间和成本，又能保证施工效率。新型生产方式的兴起，如构件的模块化、预制化程度大大提高，BIM数据信息模型代替传统图纸移交给施工单位等。
3.4 有助于桥梁工程的创新性与先进性
作为当今建筑业最具前瞻性的技术之一，BIM技术用可视的数字模型串联起设计、建造和运营全过程。BIM所提供的信息共享交互平台能使早期参与方案设计的各个协作方进行互相经验探讨、信息协调，实现项目创新性与先进性。
3.5 方便工程及相关设备管理与维护
BIM竣工模型传递到工程运营管理单位，能为其日常的常规运营管理、安全管理、养护维修等工作带来便利。先进的工程进度管理与质量控制，业主可利用BIM技术所输出的可视化效果、监视工程进度，校验工程完成的质量。
4BIM技术在桥梁工程中应用的案例分析
4.1 项目概况
陈翔路为城市次干路I级，双向4车道，起点里程K3+170，自西向东依次穿过规五路、古猗园路、轨道11号线、沪嘉高速、瑞林路、通湖路，终点里程K3+670，全长约500m。包括道路、桥梁、建筑、园林、排水、交通设施等常见的专业内容，是一个典型的市政工程案例。
4.2 BIM在陈翔路地道工程中的典型应用
陈翔路地道工程是上海市城市建设设计研究总院第一次在市政工程中采用BIM技术。在项目进行中，上海市城市建设设计研究总院做出了大量的探索性实践，从方案开始，到初设、施工图，再到施工等各项目阶段，都充分发挥了BIM的技术优势。
4.2.1 BIM在勘察阶段的应用
工程测量需获取工程及周边环境的大量空间信息和基本属性信息，运用Autodesk Revit软件帮助完成三维地质模型的建立，而借助这一模型，设计和施工人员可以清楚地洞察拟建工程内容与工程环境之间的关系，从而快速了解和掌握土层、地下水、管线、地表等情况，也助力项目组处理不良地质、管线交叉等问题。
4.2.2 BIM在设计阶段的应用
陈翔路地道工程涉及专业较多，根据工程项目特点，需要充分发挥BIM模型参数化建模优势对项目进行全工程内容的BIM模型（含钢筋）应用，包括地质、地道主体结构、桥梁、管理用房、雨污水系统、泵站及周边环境等内容。依靠BIM技术的优势，利用Autodesk Navisworks对节点的碰撞校核功能进行智能化碰撞检查，根据生成的碰撞检查报告，直接索引到BIM模型中打开生成的局部三维模型，在其中找到相应的构件并进行调整，从而避免在设计、构件制作以及现场施工阶段产生矛盾。
Autodesk Navisworks、Autodesk Infrastructure Modeler等软件可将BIM模型与项目进度表动态链接，较为直观地表现出施工流程。在BIM技术的统一设计平台帮助下，在各阶段都可以与各专项设计团队紧密同步并且共享设计成果，这一模式避免了不同团队之间由于沟通问题而产生失误与返工，从而大大提高了设计效率。
在基于BIM的地道结构计算应用研究中，通过BIM建模软件Autodesk Revit到BIM分析软件AutodeskRobot的无缝连接，并将BIM计算结果与通用有限元软件进行对比分析，进而得出，RSA的计算结果是可靠、有效的，能够满足工程设计计算的要求。其计算结果的准确性，不仅使得从BIM建模到BIM设计一步到位，节省单独建模计算的时间和精力，而且使得三维复杂结构计算分析效率大大提高。
4.2.3 BIM在施工中的应用
在施工阶段，城建总院购置了机器人全站仪，率先将机器人全站仪应用于市政工程中。通过将已在Autodesk Revit中建立的模型直接导入测量手簿，实现现场直接放样，省去了利用图纸等其他元素计算放样点位坐标的繁琐过程，避免了复杂的计算，从而达成效率与精度提高2~3倍的效果。在陈翔路地道工程项目中，将三维激光扫描技术与BIM技术结合应用，完成了工作现场的勘察、信息建模、信息管理等大量工作，不仅在勘察前期作用巨大，而且还为设计到施工阶段提供了可靠的数据信息。
4.3 实际效果分析
在陈翔路地道工程施工过程中，通过Autodesk Navisworks、Autodesk Infrastructure Modeler等软件将BIM模型与项目进度表动态链接，较为直观地表现出施工流程。此外还进行施工进度模拟、施工场景模拟，并结合视频制作技术支撑视频，帮助设计与建筑专业人士整合设计成果，优化施工方案。基于欧特克系列BIM软件的通用性以及便捷性，实现现场环境、方案设计、模型分析、施工模拟、安全管理等各方面的综合提升，大大提高了模型的重复利用率，降低了应用研究的综合成本，成果斐然，为工程建设赢得更好的经济效益和社会效益。
5结论
桥梁作为重大的公益性建筑，理应体现高水准的工程质量和服务品质。而基于BIM的欧特克软件可实现现场环境、方案设计、模型分析、施工模拟、安全管理等各方面的综合提升，大大提高了模型的重复利用率，降低了应用研究的综合成本。
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参考文献：
[1]洪磊.BIM技术在桥梁工程中的应用研究[D].西南交通大学，2009.
[2]柯尉.BIM 技术在地铁车站工程中的应用初探[J].技术应用理论研究，2014：39-44.
[3]卢祝清.BIM在铁路建设项目中的应用分析[J].铁道标准设计，2011（10）.