BIM技术在桥梁运维阶段的应用及展望

BIM技术在桥梁运维阶段的应用及展望摘要：在时代飞速进步的过程中科技技术得以不断提升，同时也被广泛应用到各个领域中。现阶段，由于交通事业的蓬勃发展桥梁建设规模不断扩大，给运维管理工作带来严峻考验，因此，要不提升管理技术。基于此，文章介绍了BIM的概念、技术特点、主流建模平台、标准制定以及近年来其在项目运维方面的研究概况，梳理了BIM技术在桥梁运维阶段的应用情况及存在问题，分析了BIM在桥梁运维阶段未来可能的发展与研究方向。关键词：BIM;桥梁运维;应用现状引言随着科技的飞速发展和信息化的普及，信息技术已经应用到电子商务、金融、制造业等众多行业，并逐渐在这些行业中发挥着重要作用。而信息技术在建筑和土木工程行业的应用还处于初级阶段，但也对其产生了巨大而深远的影响。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）在经历了初期探索与发展后，已运用到各项工程实践中。各国桥梁工作者借鉴BIM技术在建筑行业的经验，尝试将BIM技术运用其中，取得了较好的成果：3D可视化技术更直观地展现了桥梁的各部分结构；4D施工模拟技术能够在桥梁实际施工前预先监测到难以发现的问题与不足，伴随桥梁全生命周期的各项数据为后期运营养护到拆除重建等提供更多参考依据。BIM技术在桥梁建管养过程中的应用研究是未来的发展重点，具有重要的研究意义。1.BIM技术信息介绍BIM是通过建筑信息模型将各个作业中相关信息进行整合的数字技术，通过对构造物的数据、信息进行集成整合、模型整合，在项目的事前策划、过程控制、事后把关等多方面、全方位进行共享和传递，为项目建设提供资源共享、协同处理，在工程进度、质量、安全、费用等方面发挥着重要作用。2养护信息模型、数据标准化桥梁养护管理工作中应用信息技术，需要诸多基础标准的支持，以使养护模型与相关信息的关联性、多专业信息模型的协调性能通用到长大桥梁养护管理模型当中。目前国内还没有发布运营养护阶段桥梁信息模型分类与编码标准，在遵循国际标准《施工工程信息的组织》（ＩＳＯ１２００６－２）的框架下，通过规定养护用桥梁信息模型的分类与编码标准，制定桥梁养护阶段的构件属性集的基础属性、构件属性、材料属性。根据桥梁工程信息模型的构件分类和构件适用的材料，对病害进行分类，建立病害属性标准库，实现建立桥梁构件与病害之间的对应关联关系。3当前桥梁运维管养模式的痛点问题“三分靠建，七分靠养”，道出了桥梁运维的重要性。桥梁建成投入使用后，会随着“服役”时间的推移而逐渐进入“带病运行”状态。因此，实时监测桥梁“身体”指标，动态掌握桥梁“服役”状态，及时发现桥梁“病变”问题，对有效延长桥梁寿命有着至关重要的作用。当前主要采用以人工检测、经验决策和纠正式养护为特点的传统管养模式，即通过人工检测获得桥梁结构静态数据，结合经验提出桥梁维修加固方案，根据方案开展桥梁维修加固工作，该管养模式存在三大痛点问题。（1）无法实时监测，桥梁“健康”状况难掌握。传统的桥梁运维主要依靠人工巡检和定期监/检测，无法做到实时、连续不间断的监控，很难实时掌握桥梁的“健康”状况，也无法预测桥梁在特殊气候和特殊交通条件下的“身体”变化情况。（2）人工监控“盲区”多，桥梁潜在隐患难发现。由于桥位环境复杂，桥梁体量巨大，使得人工监控可达性差，人员安全风险高，总会留下一些“盲区”。此外，由于易受恶劣环境影响，人工监控很难保持高频度巡检，“盲区”越积越多，难以及时发现桥梁潜在的安全隐患。（3）缺少动态数据支撑，桥梁“服役”状态难评估。当前桥梁“服役”状态评估仍以静态数据支撑下的经验评估为主，很少将长期监/检测获得的动态数据与管养系统中的静态数据进行联动分析，故无法对桥梁“服役”状态进行准确评估，使得桥梁“身体”变化情况难以预测。4BIM技术在桥梁建设中的运用4.1安全隐患治理针对质量、安全排查中存在的问题，通过BIM平台集中管理并及时发布，定时、定人督促整改闭合。通过工序资料的上传，完成每月、每星期、每天进度计划，针对预制梁厂中每片梁生产的状态及预制梁信息，根据信息确保制梁进度是否正常，同时根据现场实际情况相应地调整进度计划并集成关联BIM模型，挂接成本数据，同步展示施工进度与成本走势，形成动态对比分析图，对不合理的地方逆向查询，追根溯源。4.2BIM在桥梁建管养中的应用随着社会的发展，BIM技术在建筑、桥梁等结构中的应用越来越多。与传统的CAD模型相比，其展示度更高、交互性更强、信息化内涵更丰富。在桥梁领域，BIM技术早期用于结构的外观展示，逐渐发展到施工碰撞检测、结构信息化管理。通过BIM平台，可以建立桥梁结构的监测/检测体系，通过与传感器等监测设备的数据交互与传输，可以获得结构的动态响应，从而为桥梁的状态感知和评估提供数据基础。同时，基于BIM平台的数据展示与分析，可以充分发挥可视化与定量化的平台效果，为桥梁建设、运营阶段的决策提供有效依据。因此，建立一套完善的桥梁BIM建管养平台对提升桥梁的安全性和耐久性起到不可或缺的作用。4.3BIM技术的日常监测功能分析在桥梁建筑工程施工建设的过程中，相关管理人员必须要对施工建设过程以及BIM技术的应用过程进行全程监督。这就意味着将BIM技术应用于桥梁建筑工程日常监测工作之中，的确可以很好地发挥出BIM技术以及其他信息化技术的技术优势。桥梁建筑工程的日常监测工作需要利用到相应的BIM技术，还需要结合桥梁建筑工程施工建设具体过程进一步发挥BIM技术的监测功能。立足于BIM技术的日常监测系统，可以利用桥梁建筑工程施工现场的各种数据进行技术分析，随后再通过数据分析图表进行直观优化、系统整合。相关技术操作人员以及管理人员就可以利用这些数据分析图表，直观、清晰地观察到BIM技术的具体运用过程。4.4虚拟漫游与三维技术交底施工企业传统的安全、技术交底方式主要是读规章制度、看视频、安全培训签名，更多的是流程化体现。传统的教育培训方式不能有效对班组长，一线操作工人进行针对性的安全，技术培训或培训效果达不到要求，既达不到安全、技术交底的目的，也不会引起班组长、操作工人的重视，存在较大的质量、安全隐患。利用BIM的可视化技术和模拟技术制作视频动画，使管理和作业人员均能直观准确的了解到具体目标内容和相关细节，避免了工程质量的方向性错误和大的安全隐患，按照工程构筑物施工工序，以生动、形象的动漫形式展现规范（错误）的施工安全工序控制。结语在桥梁建筑工程信息化运维管理工作之中会运用到相关信息化技术，这些信息化技术尤其是BIM技术在实际应用过程中需要逐步调整技术的具体应用方法，BIM技术作为一种信息化技术，在信息化运维管理工作之中得到了非常广泛地运用。BIM技术并非是一种简单的管理技术，也并非是一种技术框架或者是技术结构。相关技术操作人员必须意识到桥梁建筑工程信息化运维管理工作的实际需要，逐步优化BIM技术的应用过程。笔者经过大量的研究与调查之后探索出了更为高效、更加科学的BIM技术实际应用方法。希望通过本文的研究可以促进桥梁建筑工程信息化运维管理工作效率的进一步提高。参考文献[