BIM技术在桥梁施工中的应用

1、 施工阶段的BIM技术BIM技术的桥梁建设建筑信息模型（BIM）技术正在引发工程建设领域的一场彻底的技术变革。基于BIM技术，设计师可以实现一体化设计、优化设计、创新设计等，也可以给施工方带来巨大的收益。价值主要体现在：审查设计计划和设计图纸由于施工所用的BIM模型是多学科的综合模型，不同专业模型之间的碰撞校核可以在模型拼装在一起后进行，以便及时发现设计问题，同时，施工方还可以通过整体模型了解整体模型的整个设计意图，考虑施工的可行性，以便及时协调方案的修改，降低施工难度和成本。施工计划的可视化3D设计模型可轻松与施工方案、材料成本等关联，形成施工信息模型，可动态模拟施工过程，施工人员可轻松直观

2、检查施工方案的可行性和正确性，或比较不同的施工方案，优化选择最佳的施工方案，控制施工风险，降低施工成本。此外，建设模式也是参与各方交流的重要手段。施工过程通过模型进行演示，让参与方了解各个阶段的工作。为业主提供完整的竣工模型在施工阶段，设计模型不断扩充施工信息，如施工计划、材料信息、供应商信息等。施工完成后，还可以将竣工图保存在BIM模型中，形成业主的真实需求。竣工模型便于后续运维工作。施工阶段BIM技术应用难点分析构建准确、完整的 3D 设计模型并交付到施工阶段由于3D设计是一种集成设计，需要将各个学科或分包商的设计模型组合起来，形成一个完整的设计模型。因此，需要考虑选择适合各学科设计要求的

3、3D设计软件。专业软件的文件格式，每个专业完成的子模型必须具有相同的格式或兼容的数据，以方便模型的组装。建筑材料的管理和使用建设项目规模大，涉及设计、监理、施工、供应商、分包商等众多单位，相互之间的信息交流非常复杂，产生的文件和数据量惊人，比如图纸、说明、报告、合同和变更单。 、施工进度等，包含大量信息，如何高效传递并保证权限可控、版本一致、历史记录有据可查，是一个必须解决的问题。参与者协同工作管理参与者很多，他们可能在不同的地方工作，包括内部工作和现场工作。如何确保不同办公地点、不同单位的所有人员能够协同高效地工作，并基于统一的BIM模型完成整个施工阶段？要形成完整的竣工BIM模型，这种工作

4、模式的改变是BIM技术建设中必须考虑的问题。施工控制和监测桥梁施工技术复杂，风险高。既要考虑利用BIM技术模拟施工过程和施工现场，降低施工风险和成本，还要对某些特定结构的施工进行监控，及时发现施工中的问题，并使用BIM模型。进行分析，与设计模型比较误差，及时调整构件的制造尺寸和施工位移。Bentley桥梁施工解决方案 Bentley桥梁施工的一般实施流程如下：使用各种建模工具重建桥梁的3D模型；将各学科建立的3D模型以i-model格式组装成一个整体模型；利用ProjectWise管理建设项目的所有相关文件和模型；制定施工方案，利用MicroStation等软件，按照施工阶段划分3D模型；将分

5、割后的模型与相关施工信息关联起来，形成虚拟施工模型；根据施工模型进行施工模拟、施工分析、施工管理等。以下是宾利桥梁施工领域解决方案的整体架构图：主要相关产品功能如下：软件名称功能介绍MicroStation（ 2D绘图和3D信息建模平台）世界级的 2D/3D 图形环境。PowerCivil （道路、桥梁和隧道的 3D 设计软件）3D设计建模软件，支持路线、场地、勘测、给排水、桥梁、隧道等。ProConcrete（钢筋混凝土的 2D 和 3D 详细设计和绘图软件）一款专业的钢筋混凝土详细设计和钢筋表生成2D / 3D软件，为钢筋混凝土结构的钢筋设计提供全交互、参数化设计和数量统计工具。Prost

6、eel（钢铁设计软件）钢结构构件的设计和建模软件BridgeMaster（桥梁设计和绘图软件）2D常规桥梁和箱形桥梁设计绘图软件可以将桥梁模型导出到PowerCivil ，自动生成桥梁的3D模型。ProjectWise （工程项目信息管理与协同设计平台）宾利领航员3D协同设计浏览、分析、仿真工具，可进行3D模型交互浏览、跨学科综合碰撞检查、进度仿真和安全检测模块。Bentley ProjectWise应用程序服务器协同管理环境，实现跨专业、跨区域的信息和数据共享，确保正确的人在正确的时间得到正确版本的信息。 Bentley ProjectWise 系列产品的核心模块。它与后端数据库连接，负责处

7、理所有用户功能请求。ProjectWise Web 服务器ProjectWise Web 服务器将整个系统发布到网络，允许用户通过浏览器访问系统。ProjectWise 发布服务器ProjectWise Publishing Server 可以将设计文件（DGN/DWG）转换为特殊格式并发布到网络上，用户无需安装任何专业软件即可通过浏览器直接查看。ProjectWise 缓存服务器ProjectWise File Cache Server 用于满足分布式文件存储的需求。通常，文件可以存储在 ProjectWise 集成服务器上。当需要提高文件访问的性能或需要将文件存储在不同的区域时，可以使用

8、ProjectWise 文件缓存服务器。ProjectWise 护照ProjectWise系统管理员、Windows客户端、Web客户端访问ProjectWise数据时，首先需要获取ProjectWise客户端访问权限，即ProjectWise Passport。本项目BIM应用核心问题的解决方案桥梁BIM模型的重建BIM技术，设计者无法提供桥梁的3D模型。桥的结构比较复杂。主跨为钢箱梁单跨悬索桥，主塔为门式刚架结构，引桥为连续箱梁连续刚架。因此，桥梁将使用各种工具和软件来构建三维模型。 .使用PowerCivil作为模型的最终装配平台 PowerCivil是Bentley土木工程行业的BIM

9、平台。 PowerCivil可用于构建数字地面模型、路线的 3D 模型等，并确定桥台在PowerCivil 中的位置。最后，由车站高程信息形成完整的桥梁三维模型。使用MicroStation构建主体跨度模型 MicroStation是一款通用信息建模工具，可用于创建桥梁特定结构的建模，如主跨钢箱梁、索结构等。MicroStation完成的部分箱梁模型和图纸。使用BridgeMaster构建连续箱梁和连续刚架引桥模型使用BridgeMaster可以快速完成二维连续箱梁和连续刚架的详细设计，设计模型可以直接导出到PowerCivil自动生成桥梁结构和钢梁模型，如下图：使用Proconcrete搭建

10、3D普通钢筋模型 Proconcrete是一款参数化3D钢筋软件，可以实现任意混凝土结构3D钢筋模型的建立，并可以进行碰撞检查。 5)使用Prosteel设计钢结构Prosteel可以完成钢结构的 3D 建模、计算分析和细化。 由于Bentley的所有建模工具都生成DGN模型文件，因此模型组装和数据互操作性没有问题。建筑材料管理本项目涉及的文件、图纸、模型、说明书、合同、变更单、施工进度表等很多。 ProjectWise可以确保所有数据都经过分类和管理、有效传输、具有受控权限、一致的版本和有据可查的历史记录。 各类数据也可以方便的发布到Web端或移动设备端，方便业主等相关人员查看。在施工现场，

11、您可以通过移动设备轻松查看和查找相关信息。参与者协同工作管理建设项目涉及业主、设计师、监理、供应商、分包商等众多单位，如何在各方之间准确、及时地传递项目信息，如何让各方按照规定的步骤和模式协同工作，避免合作问题，提高合作效率，是项目实施过程中必须考虑的问题。以往的交流合作主要以图纸及相关文件为主，是多对多的交流合作方式。使用BIM技术后，各方可以基于整个项目的BIM模型进行沟通与合作。 ProjectWise为参与者提供了一个协作平台。其管理的核心内容是项目的BIM模型。所有参与者都可以通过 ProjectWise 共享项目的 BIM 模型，并以此为中心进行沟通，从而保证信息的一致性和及时性。

12、性能、准确性，实现工作协同，提高工作效率。碰撞检查使用Navigator可以浏览整个 3D 模型，可以进行子模型之间的碰撞检查，以及内部钢筋和钢束之间的碰撞检查。施工前的碰撞检查可以提前发现设计问题。 施工进度模拟与分析构建好的3D模型与排定的工期链接，可以在Navigator中进行4D施工模拟，验证工期的可行性，分析工期存在的问题和矛盾。通过链接材料成本，可以比较不同施工方案的成本，从而降低整体施工成本。 施工现场管理使用MicroStation等软件，可以建立工地模型，模拟工地现场情况，规划施工设备进出方案。还可对大型机械的作业空间进行分析，以确定机械设备的安全作业空间，避免施工设备相互干

13、扰。工程数量和成本管理工程造价的控制已成为工程建设企业亟待解决的问题。传统的技术手段主要依靠人工，根据图纸和相关报告进行粗略估算。由于图纸数量巨大，相互之间没有详细的相关信息。不可能的。基于BIM技术建立整个设计模型后，通过模型的组成部分及其详细的工程属性，可以准确计算出设计模型的工程量。结合定额软件，还可以计算出施工阶段的实际材料消耗量。通过准确的计算，可以准确采购，限制拣货，从而降低采购成本，避免不必要的过剩库存。使用MicroStation和PowerCivil可以准确计算出部件的材料量、土方量等。施工控制和施工监控RM Bridge是世界顶级的桥梁结构计算分析软件。被世界各地的桥梁设计

14、、咨询、施工和检测加固单位广泛使用。其中，比较有名的使用RM进行设计和施工的悬索桥有：瑞士Hoga Kusten大桥（主跨）。 1200米） ；挪威哈当厄尔大桥（主跨1310m）；意大利墨西拿跨海大桥（主跨3300m ）和中国四渡河大桥（主跨900m） 。结构线形控制、应力控制和稳定性控制是大型桥梁特别是悬索桥施工控制和检验的重点。 RM Bridge具有施工控制模块、风计算模块和高效的几何线性非线性计算引擎，能够充分满足大型桥梁的施工控制和监测任务。RM Bridge的施工控制模块可以准确计算结构在装配顺序和设计荷载影响下的位移和变形。主要功能特点是： a) 本阶段结构的内力和位移是由前一阶段的变形计算的，可以计算出来。对实际变形结构进行大位移几何非线性迭代分析，使整个施工和装配过程得到准确、连续的监控、计算和跟踪； b) 结构的制造形状（无应力形