摘要：分析既有桥梁运维管理过程中存在的问题，研究BIM技术引入后对既有桥梁运维管理的应用价值，并系统探讨既有桥梁建筑信息模型快速重建技术。借助项目案例，完整地展现从既有建筑信息模型到运维管理系统的实现技术路线，为BIM技术在既有桥梁中的应用研究和实践提供参考。
关键词：BIM技术；桥梁运维管理；应用
引言
在桥梁结构的运营阶段，如何进行科学的管理、合理制订养护维修计划、实时了解桥梁的运营状态，以提高桥梁的服务水平，保障人民的生命财产安全，已成为目前大型桥梁管理者们面临的最为紧迫的问题。BIM技术的出现并将其引入既有桥梁运维管理，将使上述情况得到改善。本文就此进行探讨，并借助项目案例，系统、完整地展现从既有建筑信息模型到运维管理的实现技术路线。
1BIM技术的定义和特点
BIM也就是 Building Information Modeling，应用中文对BIM进行解释就是建筑信息模式，可以包括建筑工程项目建设中的众多要素，例如：地理信息、空间组合理念等等，可以对工程项目全生命周期进行清楚展示，将工程项目从无到有过程进行描绘。BIM技术不仅是一种新型的技术和方法，同时也是工程项目建设的一种过程。BIM技术可以对工程项目具体操作流程进行整合，利用相应信息进行三维立体化、可视化模型建设，对建筑工程效果图进行直观化、多角度的呈现。BIM技术消除了以往二维图形难以叠加的问题，同时还加强了项目建设施工的协调性，避免了以往信息沟通交流不畅引发的一系列问题，提升了项目建设施工效率。可以在项目建设施工工作开展前对项目建设中不同专业的矛盾问题进行协调，并自动化的生成协调数据。
2既有桥梁运维管理存在的问题
2.1管理模式方面
大型桥梁的生命过程一般包括总体规划、设计施工和运营管理三个阶段。受经济和技术条件的限制，人们往往把主要精力放在设计施工阶段，而对运营管理阶段的桥梁维护重视不足，“重建轻养”的现象较为严重。桥梁管理停留在落后的管理模式和管理手段上，缺少科学的指导思想、系统的检测评价方法。些现有的大跨度桥梁管理系统沿袭中小桥梁的基本模式，其主要功能是存储桥梁有关的数据，养护管理的核心是修补危害桥梁结构运营的部分，包括重新涂刷、修补铺装的凹陷以及因交通事故而损坏的一些设施等，其实质是消极的防御型管理。对于大跨度桥梁，仅仅停留于简单的养护措施和技术手段显然是不恰当和不够的。由于缺少对桥梁长期性能变化的科学预测，因此桥梁的养护、维修和管理并未达到理想的效果。
2.2 数据来源方面
目前桥梁管理的数据大多来源于工程竣工资料，而工程参与方存在只要检查的数据在标准允许误差范围内即可的思维习惯，检查和记录时多采取“大概”、“凑合”、“差不多”的态度，有的在上一个工序检查了数据，到下一个同类工序没有检查，就填上一个大概的检查数据，有的只挑好的数据填上，超出允许偏差范围的数据则不填。这样的资料，杜撰和编造数据，经不起推敲，不能反映工程的真实情况。准确性和真实性是工程竣工资料具有使用价值的生命所在，是工程竣工资料最根本的要求。失去了真实性，工程竣工资料便失去了本来意义。势必给桥梁运营维护带来诸多问题。
2.3桥梁评估方面
现有养护管理系统对大跨度桥梁进行评估，主要根据对桥梁状况的定性了解和工程师的经验来进行，即常提到的“传统经验法”。但具有丰富专业知识和评估经验的工程技术人员十分有限，且这种方法所采用的调查手段及判断准则与专家个人的知识水平和经验直接相关，在不同的背景下，不同的专家对同一问题的评估结果也会出现一些偏差。最近美国桥梁研究机构的调查表明，由人工目测检查做出的评估结果有56%是不恰当的。为了减少人们评估决策时的主观随意性，国内外许多研究机构已对桥梁评估问题展开研究并取得不同程度的进展，但这些方法一直没有很好地应用到大跨度桥梁养护管理系统。
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2.4病害分析和维修决策方面
大跨度桥梁在长期的使用过程中，因人为因素及环境自然因素难免会发生各种各样的病害。然而，大跨度桥梁的病害分析理论与实际研究还很缺乏，只限于表面病害状况，没有在理论上通过桥梁的结构特性对其进行分析。另外，养护管理系统中对于大跨度桥梁的维修策略仅仅局限于中小桥梁的维修手段，维修决策过程受经验的限制，缺乏对桥梁病害类型及其程度的定量化，经常导致桥梁养护及维修方案的不合理，最终使桥梁总体状况恶化；另一方面桥梁的养护资金及资源分配方面缺乏客观的评判标准和科学的决策手段，仅仅凭主观判断分配，桥梁维修经济分析与优化的理论研究尚处于基础性探索阶段。
3BIM技术在既有桥梁运维管理中的应用
BIM技术的引入，将有利于改变上述状况。应用BIM技术，对既有桥梁进行三维模型创建，以三维数字化的形式，整合桥梁既有条线三维模型和数据信息，实现对既有桥梁的直观展示和竣工资料的综合管理。并且，通过进一步采集桥梁运行过程中的动态数据，形成既有桥梁的运维管理数据库，图形可视化展示既有桥梁的运维管理过程及结果，为既有桥梁维护策略、健康状态评估提供数据依据。
3.1运维过程及结果的可视化展示，便捷直观
大桥结构型式复杂，运维管理难度很大，但是通过应用BIM技术对体型庞大的桥梁可以三维立体形式进行展示查看分析，可以细化到大桥上的每一个系统的细节查看。模型对应每个构件编码，方便查看属性信息以及位置分布信息。构件信息关联，可追溯性强，通过信息平台可以关联相应的系统图纸，提高运维管理水平，提升工作绩效。
3.2结构化工程数据资料，建立完整的桥梁技术档案
既有桥梁BIM模型的构建过程是在CAD竣工图纸的基础上，结合现场实际情况，利用BIM系列软件分别对桥梁的结构、机电、给排水、消防等专业进行BIM信息构建，针对桥梁的实际管理需求，对子系统进行重分类，并进行结构化梳理，形成健全完整的数据库，便于二次利用，为既有桥梁维护策略、健康状态评估提供数据依据，满足管理单位不同层级和部门的管理需求。
3.3精确的维保工作量统计，进行维保合同成本评估
通过既有桥梁BIM模型，可以快速对构件、设备数量，桥面面积进行统计分析，大大减少繁琐的人工操作和潜在错误。通过BIM获得的准确的工程量统计可以用于维护过程中的成本估算、在预算范围内不同维护方案的探索或者成本比较，选择符合需求的维保供应商。
3.4灾害应急模拟，优化应急预案
利用BIM及相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前，模拟灾害发生的过程，分析灾害发生的原因，制定避免灾害发生的措施以及应急预案。当灾害发生后，BIM模型可以提供救援人员紧急状况点的完整信息，这将有效提高突发状况应对措施。此外，BIM能及时获取建筑物及设备的完整信息，清晰呈现出桥梁紧急状况的位置，甚至到紧急状况点最合适的路线，救援人员可以由此作出正确的现场处置，提高应急行动的成效。
结语
本文分析了既有桥梁建筑BIM应用的关键问题，提出了解决既有桥梁建筑信息模型快速重建关键技术，为既有桥梁建筑以及其他类型既有建筑的BIM技术应用找到了一条全新道路。但是，我国既有建筑数量庞大，也存在建筑类型众多等问题，本文的研究成果如何应用于其他建筑类型，还有待进一步深入探讨和研究。
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[4]潘永杰，赵欣欣，刘晓光，蔡德钩.桥梁BIM技术应用现状分析与思考[J].中国铁路，2017（12）：72-77.
论文作者:阮志佳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：桥梁论文; 技术论文; 数据论文; 信息论文; 模型论文; 建筑论文; 灾害论文; 《基层建设》2018年第5期论文;