西南林业大学土木工程学院 云南昆明 650000
摘要：BIM（Building Information Modeling）是在三维模型基础上，利用数字化方法，对建筑工程项目全周期（设计、施工、运营）中的信息进行建模的过程。本文总结探究BIM技术结合桥梁工程在设计阶段，施工阶段，运维阶段在国内的发展与应用现状。
关键词：BIM；桥梁工程；信息化；全生命周期
1 BIM＆桥梁工程概况
BIM首次引入中国是在2002年，由欧特克公司引进。目前在建筑业BIM技术得到了广泛应用，国家“十二五”规划中进一步将BIM作为信息化的重点研究课题。BIM技术在桥梁工程中逐渐引起重视，各大软件公司也在研发专业的桥梁工程BIM软件。
2 BIM＆桥梁工程应用模式
基于BIM的桥梁全生命周期管理，从规划设计到施工再到运维，这样全生命周期的数据和模型传递以及过程中的信息管理就是桥梁建设的全生命周期管理。本节从桥梁工程的设计阶段、施工阶段、运维阶段具体分析BIM的应用模式。
2.1 桥梁工程设计阶段BIM的应用
BIM被应用在桥梁设计时，传统的二维和三维设计理念就被颠覆了。在应用BIM软件系统时，首先进行工程结构的三维设计，将常用构件模型化、参数化（例如梁板参数、支座参数、桥墩参数、桥台参数等等），然后在建立模型的工程中根据实际项目的需要快速建立不同部位的模型，继续以搭积木的方式完成整座桥梁的三维构建。我们不仅能从各个角度看到三维立体模型和任何部位剖解模型，还可以解读到不同结构参数、生产工艺、构建逻辑关系等详细情况。
BIM在设计中协同非常简单，因为所有设计人员会在三维信息模型中进行设计，这个三维信息模型是被共享在云后台，它包含有整个工程的设计内容。在应用BIM技术时，可以随时进入云后台查看其他设计人员的实时动态，如果发现有冲突的部分，能够及时将自己的设计进行调整，并将修改内容重新导入云后台，不仅加强了信息传递的实时性、准确性、完整性，又使设计效率大大提高。在整个设计完成后，把不同专业的BIM模型做碰撞检查，可以发分析出由于考虑不周的管道碰撞、部件为主的空间冲突等，根据碰撞检测报告，进一步做精细化设计，避免后期设计变更，提高设计质量。
桥梁工程设计中加大对BIM技术的应用可提高桥梁设计的效率和质量，有效控制成本、减少变更，保障施工周期，对桥梁工程的创新性和先进性也具有实际意义。
2.2 桥梁工程施工阶段BIM的应用
（1）数字信息化施工。根据设计的参数化部件模型，桥梁工程中的预制桥梁结构可以异地加工。通过工厂化的生产制造手段可以克服现场施工环境、施工水平等不稳定因素，大大保证构件的质量稳定性，以确保构件质量达标。异地加工完的构件再运到桥梁施工现场，装配到桥梁上。通过数字信息化施工，可以准确完成桥梁构件的预制，并且使整个桥梁施工工期得到有效的规划与掌控。基于桥梁模型的云后台共享为我们的设计人员，工厂预制人员，现场施工人员之间的沟通建立一个快速交流的平台。使数据信息进行实时的循环、沟通、交换。
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（2）施工模拟。桥梁施工是按照设计内容，建造桥梁的过程；主要指桥梁施工技术与施工组织、施工管理、施工质量等内容。它是一个高度动态的过程，随着桥梁工程施工进度的不断推进，工程规模不断扩大，复杂度也越来越高，这就意味着施工项目管理的难度也越来越大。当前桥梁工程管理的施工进度计划主要是用横道图来表示，这种表示无法可视化，这样就导致其无法准确描述施进度、质量、成本各种工作的复杂关系，就无法准确表达施工阶段的动态进程。把我们的BIM模型加上时间和成本变成4D/5D模型，该模型可以直观、清晰地反映整个桥梁施工过程中各个工作之间的关系。BIM4D桥梁施工模拟技术，（是以三维模型搭配时间产生空间与时间的连结，是可视化空间关系的模拟）因此通过BIM 4D模拟和传统二维平面图相比更能清楚看出施工现场的配置分布，并且更能掌握工程进度，将人员、机械、材料等的进场配置时间做最合理的安排规划。我们通过BIM4D模拟，就可以编写科学合理的施工组织计划，这样在实际施工过程中，能有效的控制整个工程的施工过程和进度，从而使整个工程质量提高，节约更多的成本，提升经济效益。
（3）安全数据信息管理。BIM技术的桥梁安全数据信息管理平台能够管理施工过程中的关键数据，以BIM为平台进行共享，让各个单位能清楚明确桥梁施工过程中的安全信息，能帮助制定更加合理的施工组织方案，有效的避免因完全信息不全或滞后所引起的安全事故。桥梁作为特殊结构，在施工过程中，施工单位要进行自检自控，监理单位进行安全监控，相关质量单位进行质量检测监督。这些环节带给各个相关企业单位庞大的数据量，必须进行有效的管理，最好有个安全数据信息的交互平台。基于的桥梁安全数据信息管理平台能搭载管理这些至关重要的安全数据信息，通过集成平台进行数据信息共享互通。能让各个单位更好的了解掌握桥梁施工的安全信息。科学有效的安全信息数据管理能更好的指导下一阶段的施工，避免由于安全信息数据管理不敏感、分析不及时，导致危险因素累积，甚至导致事故发生。
（4）物料设备管理。 随着桥梁行业的发展，数字信息化水平也越来越高，以及桥梁施工使用设备复杂性也随之提高，越来越多的桥梁构件及设备构件通过工厂加工并运送到施工现场进行高效的组装，这些情况在钢桥中尤为突出。要保证这些施工模式的顺利实现，需要一套完善的管理系统。这些桥梁构件、相关设备或则其他物料能否及时运至现场，关系到整个工程的进度。我们用BIM结合RFID（射频识别：radio frequency identification）把桥梁构件、相关设备或则其他物料贴上标签，以实现对这些物体的跟踪管理，我们同时把RFID信息整合到桥梁BIM信息中。这样这些追踪信息就包含了工程信息（例如构件基本尺寸、相关说明、规格、构件编码、材质、供应商、成本、及外部链接等信）。这样我们就能记录各种构件的状态信息，从而对物流设备进行有效的记录和管理。把BIM和RFID技术有效结合，就能大大缓解桥梁工程对物料跟踪带来的管理压力。
（5）协同作业。协同作业是设计文件管理，人事权限管理，设计评审过程，项目状态查询统计等各种设计文件的设计相关管理，以及与设计，施工，监理等相关的设计功能，以及物资供应商，运营商等参与项目的各方开展交互式通信和通信等协同管理系统。在桥梁施工过程中，采用BIM技术实现协同工作，确保施工科学合理化，是提高整个产业链各环节效率的重要手段。
3 结语
本文通过深入分析桥梁工程结合BIM技术在桥梁全生命周期中的应用，帮助业界同仁更直观地认识BIM的桥梁工程设计、施工、运营和维护的本质。在设计阶段采用BIM技术可以有效提高设计的效率和质量；在施工阶段运用BIM技术可以对现场施工进行模拟分析，信息集成，数字化建设，精细化管理；运行维护阶段可以采用BIM技术对桥梁的实时，全面的运行管理，不仅提高了管理的效率和水平，节约了运营成本，而且提高了结构的安全性能，为桥梁的稳定运行提供安全保障。
BIM技术结合桥梁工程作为新兴技术也存在很多问题，BIM桥梁工程缺乏专业对口的核心软件，目前没有专业的技术标准。此外目前的BIM桥梁工程运用没有完全运动到工程的全生命周期中。但是我相信随着开发研究的不断深入必将逐步解决上述问题，并取代传统的建设方法，以后的桥梁工程必然进入到BIM时代，未来我们只有充分掌握了BIM技术的企业才能在日趋激烈的市场竞争中站稳脚跟。
参考文献：
[1]何关培，王轶群，应宇垦.BIM总论「M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2] Kin kai Chang.BIM的历史—理论和词[EB/OL].（2011-OS-29）
http：/lblog.sina.com.cnls/ blog 6fd13ad50100smwm.html.
基金项目：云南省科技厅项目（2016RA079）；云南省教育厅项目（2015Y298）
通讯作者：朱德滨，副教授，硕士生导师，1240367696@qq.com
论文作者:程凯,朱德滨,刘德稳
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第17期
论文发表时间:2018/1/22
标签：桥梁论文; 构件论文; 模型论文; 桥梁工程论文; 信息论文; 技术论文; 阶段论文; 《建筑科技》2017年第17期论文;