BIM技术在悬索桥施工中的应用研究

BIM技术在悬索桥施工中的应用研究摘要：BIM（BuildingInformationModeling,建筑信息模型）是以建筑工程项目的各项相关数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息，仿真模拟建筑物所具有的真实信息，服务于工程项目全生命周期。本文介绍BIM技术在国内外的应用情况，结合桥梁工程的施工特点阐述BIM技术的优势，进一步分析BIM技术在悬索桥工程的具体应用，希望能够促进BIM技术在工程施工中的发展。

关键词：BIM技术；信息化；桥梁工程；施工；悬索桥

1BIM技术发展现状

BIM（BuildingInformationModeling,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。美国最早提出和应用BIM，因而美国的建筑信息化建设的理论研究和实践也更为成熟，其他国家在政府强制要求使用BIM下，也在迅速发展；BIM传入国内的时间较晚，但是它的发展和推广速度非常惊人，特别是最近两年，国家颁布的各种纲要，促进BIM的发展渐入佳境。但在公路桥梁的应用还不成熟，在悬索桥上的应用也是寥寥无几。根据现在的发展情况预计未来几年内，中国BIM应用将在施工企业数量会增长加快，并将广泛应用建筑的各领域。

2BIM技术在悬索桥施工阶段的应用

2.1制造与预拼装

悬索桥所用的部分构件是异地加工，然后运至施工现场进行拼装。构件加工前，将三维模型以中间数据格式的方式同数控设备进行直接对接，以自动化方式完成对零部件的精准制造。构件制造完成后，采用三维数字摄影等技术进行实体尺寸的扫描，获取高精准度高分辨率的数字模型，制作模拟构件。然后通过仿真检测技术将模拟构件和BIM标准模型进行复模，找出偏差指导修正来辅助拼装。

2.2碰撞检测与施工模拟

BIM最直观的特点在于三维可视化，降低识图误差，利用BIM软件浏览整个三维模型，并可对各子模型之间进行碰撞检查，例如悬索桥猫道的架设与主索鞍、散索鞍之间；一节钢桁梁与相邻的另一节钢桁梁是否能完整对接。也可对内部的钢筋、钢束之间进行碰撞检查等。在施工前通过碰撞检查，直观解决空间关系冲突，提前发现设计存在的问题，并提前解决。从而减少施工中的施工设计变更，及时优化施工方案，调整资源配置。最后施工人员可以利用碰撞优化后的方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。再利用BIM软件，建立施工现场的模型，模拟工地的现场情况，规划施工现场平面布置及施工设备的出入场地方案，使施工过程中物质的运距减小。也可以对大型机械运行的空间进行分析（例如：塔吊的运转），以便确定机械设备的安全运行空间，避免施工设备的相互干扰。工模拟为关键施工步骤模拟提供可视化解决方案，解决施工中存在的错漏碰；提供空间有限元计算几何模型，保证施工安全性。从而保证施工科学合理化并减少工期及降低成本。

场地设计表现

2.3施工进度管理

将BIM模型附加施工进度计划属性参数，形成4D模型。随时随地直观展快速地将施工计划与实际进展进行对比，验证施工进度计划的可行性、分析施工计划进度存在哪些问题和矛盾，分析实际施工偏差，合理纠偏并调整进度计划，使管理者对变更方案带来的工程量及进度影响一目了然。同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主、领导都能对工程的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案，施工模拟和现场视频监控，减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。如果再能与材料成本进行对接，就可以比较出不同施工方案的费用，选择合理而成本低的施工方案，从而可以降低整个施工过程中所用的成本。

2.4施工安全监控与分析

利用BIM技术将悬索桥安全数据信息与管理施工中的关键数据进行搭载，并利用集成平台实现数据共享，使施工单位全面掌握悬索桥施工的安全信息，并进行安全预警，形象地展示预警位置，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。

2.5资源管理

自动计算整个工程，任意WBS节点在任意时间范围的工程量以及累计工程量，自动计算指定时间段内相应的人力，材料的计划用量和实际消耗量，预测指定日期的资源耗量，并以此为依据指导采购。

2.6协同作业

施工项目涉及到业主、设计方、监理、供应商、分包商等众多单位，怎样让项目信息在各方准确及时地传递，让各方按照规定的步骤、模式去协同工作，避免合作上出现问题，提高合作效率，这是项目实施过程中必须考虑的问题。以前的交流合作主要基于图纸和相关文件，而且是相互之间多对多的交流配合方式。而现在悬索桥工程施工过程中，利用BIM技术实现协同作业，各方可以基于整个项目的BIM模型为中心来进行沟通和合作。从而保证了信息的一致性、及时性、准确性，实现工作的协同，提升了工作效率。

BIM协调结构图

结论

BIM即建筑信息模型，BIM技术被称为继互联网信息技术革命和制造业信息技术革命以来的第三次全球信息技术革命。由于桥梁工程项目具有投资庞大、施工周期长、工程体积巨大、参建方较多等特点，及现今在我国桥梁行业在使用BIM技术还不够成熟。因此，我国桥梁行业很有必要尽快改进传统桥梁施工的管理模式，广泛应用BIM技术，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；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；更加且节省了大量时间；提高生产效率、节约成本；新型生产方式的兴起，有助于桥梁工程的创新性与先进性。