基于BIM技术下的桥梁工程全寿命期管理论文_王广超,周鸿彬

基于BIM技术下的桥梁工程全寿命期管理论文_王广超,周鸿彬

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摘要:基于BIM技术下的桥梁生命周期管理,从规划设计到施工运营到维护,对整个生命周期的数据、模型传递和过程管理已成为桥梁建设的一个趋势。但目前在桥梁的设计和施工、运行和维护过程中,并没有对整个生命周期实现精确建模、进度管理、计算和仿真,没有对施工设备进行动态综合性的研究。本文主要就BIM的技术概要进行了分析,希望能对有关工作者提供一些帮助。

关键字:BIM技术;桥梁工程;寿命

21世纪初期,中国开始引入BIM的概念,并逐渐应用于建筑行业。BIM技术虽然主要用于住宅建设项目,但由于其显著的效益,目前对桥梁工程也进行了相关的理论研究和应用探索。

1 BIM技术应用对桥梁工程全寿命管理的意义

交通运输“十三五”规划强调公路桥梁建设应坚持“创新、施工和养护”,开发基于BIM技术的桥梁设计体系,促进公路桥梁设计技术的升级。2016年,交通部发布了《交通运输重大技术政策》的通知,将BIM置于首要位置。显而易见,BIM技术的应用将是今后桥梁技术发展的一个重要方向。

近年来,中国的公路桥梁行业发展迅速。据统计,截至2014年底,已有75万7100座在役桥梁。随着使用年限的增加以及交通量的增加,桥梁进入维修期的数量日益增多,据不完全统计,危桥数量已达桥梁总数的11%。因此,桥梁养护管理越来越受到政府和业界人士的重视。目前,桥梁管理主要运用CBMS系统(公路桥梁管理系统)。BIM技术(建筑信息模型)凭借其高知名度、良好的信息集成和协调能力,在国外发展迅速。

2 BIM的国内外研究现状

BIM的概念最初是由美国欧特克公司倡导提出的,后来逐渐在欧亚地区发展流行。

2.1 国外发展状况

目前,国外的建筑、飞机制造等多个领域都有BIM的技术应用,包括设计、施工、维护以及管理使用等等一系列的工作。BIM软件所具有的价值已经得到普遍的认同。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且很多发达国家对于BIM技术的推广力度也逐渐加大,政府也对此提供了很大程度上的支持。

相关数据像是,美国建筑业中,BIM的应用在2016年的应用程度已经达到了90%以上。

2.2 国内发展状况

目前,我国的很多大型工程中也已经普遍采用了项目管理软件,并且也有了一定效果。但是目前仍然处于起步阶段,多数只是在设计阶段以及施工阶段进行应用,对于运营阶段的BIM应用仍然较少,不能让BIM的作用完全发挥出来。

3 BIM在桥梁工程管理中的技术概要

BIM是一个基于数字技术的过程,通过计算机处理有关建筑、性能、设计、施工和操作、维护和文档的文档和信息。数据以及信息是BIM技术的核心,信息的集成以及共享也是BIM技术应用的灵魂所在。相同的,BIM技术在桥梁工程中的应用应以桥梁三维可视化为基础,以资讯化管理为核心,逐步实现桥梁全寿命全周期管理。根据桥梁工程的特点,BIM在桥梁工程各阶段的应用特点和优势可归纳如下:

3.1 设计阶段

桥梁的结构及受力特点复杂。在设计阶段,BIM技术的应用可以大大降低投资成本,减少后期不必要的返工。具体的应用价值通过以下三点表现出来:

(1)利用三维模型比较备选方案,让成品效果便的可视化,提高决策能力;

(2)参数化建模便于设计方案的调整和修改。施工前,可以发现和解决施工中可能出现的问题,大大减少复杂设计所引起的施工延误和变化;

(3)通过模型直接生成二维的CAD图纸,虽然目前BIM软件可以进行映射,但定位功能相对比较薄弱,目前尚未形成适合于设计院的出图模式。

3.2 工阶段

桥梁施工技术复杂多样,如悬臂施工、顶进施工等多阶段施工方法,施工过程的精度控制以及安全性要求都很高。 BIM的可视化施工仿真为其提供了技术支持,可以对整个的施工过程进行实时的把握,进而让施工的效率以及工作的安全性得到保证。BIM技术可以与施工控制三维仿真分析相结合,形成可视化全过程仿真和实时仿真控制。并且,BIM技术可以为进一步的设计和施工阶段提供一个方便的平台,特别是复杂的钢结构桥梁的装配式施工,基于BIM技术的深化设计可以给施工带来极大的方便。

3.3 运营阶段

桥梁建成后需要几十年甚至几百年的桥梁进行使用。桥梁的维护与保养显得尤为重要,需要根据大量的数据和图表对其进行有效的管理,同时,有必要为桥梁维修工程师、管理者和决策者提供可视化、信息化的管理决策支持。基于BIM的信息系统化运行可以有效地提高桥梁的管理和维护水平,实现有效、规范的管理。

经过上述分析,将BIM技术应用于桥梁工程,能够实现桥梁全寿命周期管理。但目前我国桥梁工程中BIM技术的应用多数都只应用于设计以及施工阶段,对其运营阶段的案例运用相对较少。一些研究人员认为,以解决设计和施工中的具体问题作为采用BIM 技术的出发点的看法有待商榷,BIM 应用的出发点应从运营维护入手。结合公路桥梁管理系统在中国的应用模式,本文探讨了BIM在桥梁养护管理中的应用,为了提高管理和维护桥梁的水平。

4 结语

BIM技术在桥梁养护管理中的应用是实现桥梁全寿命周期管理的关键。基于桥梁的三维模型,提取和管理相关信息,实现对桥梁的精细化管理。利用BIM技术对桥梁维修信息进行可视化,实现了桌面端和移动终端信息的显示和传输,提高了桥梁维修管理的效率和质量。基于CBMS的应用模块,研究BIM 与GIS的集成和专家辅助决策系统,能为养护人员提供宝贵意见。BIM技术在桥梁养护管理系统中的应用具有重要的价值,其方向也十分明确。但需要说明的是,在中国BIM技术目前还处于起步阶段,需要加大研究深度,在国家政策指导下,探索BIM 在桥梁设计、施工和运营中的应用。

参考文献:

[1]闫锟. 基于BIM的工程项目全生命周期成本管理研究[D].天津大学,2015.

[2]吴露方.基于BIM的桥梁全生命周期管理研究初探[J].土木建筑工程信息技术,2013(05):17-21.

[3]张小富,李海涛. 基于BIM的建筑全生命周期安全管理研究[J]. 施工技术,2013,22:27-29.

[4]王万齐. 基于BIM技术的铁路工程建设信息化全寿命周期管理研究[D].西南交通大学,2016.

论文作者:王广超,周鸿彬

论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/23

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