劳春江
广东省南粤交通怀阳高速公路管理中心 广东肇庆 526000
摘要：施工管理是桥梁项目施工中的一项重要工作，关系到项目施工的质量和效益。本文结合怀阳高速公路TJ7标段桥梁工程实例，对BIM技术在高速公路桥梁施工管理中的具体应用进行了详细的介绍，以期能为类似工程施工管理提供参考。
关键词：BIM技术；桥梁；施工管理；应用
随着我国社会经济建设的快速发展，我国高速公路项目建设日益增加，而高速公路桥梁的施工也越来越多。在高速公路桥梁项目施工全过程中应用BIM技术，能够有效提高项目施工的管理水平，提高建设效率和质量。因此，对BIM技术在高速公路桥梁施工管理中的应用展开探讨具有十分重要的意义。
1.工程概况
怀集至阳江港高速公路怀集至郁南段工程是广东省高速公路网规划中的“九纵线”怀集至阳江港高速公路的重要组成部分，是肇庆市和云浮市综合运输体系发展“十二五”规划的重要建设项目。本人所管理的怀阳高速公路TJ7标段路线起点K69+000，终点K76+680，路线全长7.680km，共设主线桥1243.2m/4座，涵洞6道、通道9道，桥梁总长占路线总长的16.19％；互通立交1处，互通区内设置有桥梁85.6米/1座，涵洞5道，通道2道；连接线一条，涵洞7道。本标段路基挖方323.343万m3，填方283.006万m3。
本标段最大的一座桥梁为洞尾大桥，该桥梁上部结构采用装配式预应力混凝土小箱梁，先简支桥面连续，桥墩采用柱式墩，桩基础；桥台采用柱式台，肋式台，桩基础；本桥在1、4、8、12、16号桥墩处设置D80型伸缩缝。桥跨布置为25+3×25+4×25+4×25+4×25+25m，桥梁交角为90度。桥梁起点桩号为K71+990.2，终点桩号为K72+420.8，中心桩号为K71+205.5，桥梁全长430.6m（含耳墙）。
2.应用BIM技术进行施工管理的必要性
桥梁工程施工阶段主要生产活动都集中在施工现场，且参与的部门很多。因此各部门间高效协作以及提高现场管理效率就成为控制工期、节约成本和保障工程质量的前提条件。BIM技术作为一项新兴技术，已经成为指导桥梁工程施工各个环节的主要依据和重要手段。
BIM（ Building Information Modeling，即：建筑信息模型）其核心是在计算机中建立建筑工程项目的三维模型，同时利用数字信息化技术，为这个工程模型添加完整的、实际的工程信息，并形成一个建筑工程信息库。BIM将项目所涉及的各种功能信息整合到一个综合数字模型中，为项目各参与方在项目建设使用的全生命周期内进行协同工作提供即时共享和无损传递的数字化信息平台。BIM是建筑领域中的新理念、新技术，为提高工程建设的质量和效率，节约项目成本，提升科学决策和管理水平提供了可靠依据，已经受到建筑行业的高度重视。利用BIM指导工程生产活动，相比于传统的项目建设生产模式，一个非常突出的优势是可以极大提高项目各参与方协同工作与交流的效率，进而实现减少设计与施工返工、保证工程质量，节约成本与工期等目标。该文以怀阳高速公路TJ7标段的洞尾大桥为例，介绍将BIM技术引入桥梁工程的施工管理，进行分析、优化以及施工过程综合管控的具体应用。
3.应用BIM技术基本流程
施工阶段是桥梁项目生命周期中最为重要的环节，在此期间如何最大限度地发挥BIM技术优越的可视性、模拟性、协作化等传统生产方式不具备的优势，切实解决桥梁工程施工中的复杂问题，成为当前桥梁工程中的重点研究方向。洞尾大桥施工管理中应用BIM技术的基本流程如图1所示。
图1利用BIM技术进行施工管理的基本流程
4.桥梁工程施工管理阶段BIM技术具体应用
根据洞尾大桥的工程特点，基于设计阶段提供的二维施工图，重点探讨施工管理阶段的BIM模型建立，以及利用BIM提供的信息库进行审图、三维技术交底、三维精确算量、施工进度管理、施工质量安全管理。
4.1 BIM模型的建立
施工阶段BIM模型的建立或维护，必须服务于施工管理。通过建立BIM模型，有助于施工管理人员进一步理解工程、掌握施工方法。因此，建立模型质量的好坏，直接影响到BIM技术在工程施工管理阶段的应用效果。
该工程BIM模型包括两个部分，地形地质模型和洞尾大桥的总体结构模型。其中地形地质模型的建立是基于 Auto CAD中地形云点数据，将其导入 CATIA软件中，经三维构网形成地形面，后经过地形面的实体化形成三维地形实体。建立桥梁总体结构模型时，采用真实的桥梁施工坐标确定模型建模基点，发挥 CATIA软件中高阶及复杂方程式驱动模型优势，对洞尾大桥的复杂部位进行构件划分，单一构件建模完成后，进行组装并整体校核。按照上述过程建立的洞尾大桥总体结构模型，不但具有较高的精度，而且可以通过直接查询模型坐标来指导施工。
4.2审图
图纸会审是施工准备阶段技术管理主要内容之一。基于BIM的图纸会审有着不可忽视的优势。利用BIM技术进行审图是在三维模型中进行的，各工程构件之间的空间关系一目了然，大大降低了缺乏生产经验的年轻工程技术人员识图难度，利用软件的碰撞检查功能，可以很直观地发现图纸不合理的地方，以便提前发现问题，减少返工。图2为利用BIM对复杂部位快速识图。
（a）传统二维图纸 （b）BIM三维模型
图2利用BIM技术快速识图（单位：mm）
4.3三维技术交底
在洞尾大桥施工前，集中相关专业施工人员，将BIM三维模型投放于大屏幕，进行技术交底。BIM三维模型可以可视化预演施工中的重点、难点和工艺复杂的施工区域，多角度、全方位地查看模型。这样做，不仅能够提高交底工作的效率，还便于工人和非本专业人员理解相关的工作内容。
针对洞尾大桥小箱梁构造图，如果采用传统的完全依靠技术人员空间想象力和工程经验的方法将二维施工图在三维实体空间中进行重构，费时费力，尤其对于缺乏实际工程经验的年轻技术员，读图用时较长且读错图的情况在所难免，增加了技术交底出现偏差进而导致返工的风险。运用BIM技术，将二维图纸转换成3D模型，一方面使技术员读图更加方便，提高技术员读图的效率和准确度；另一方面，通过三维可视化技术交底，可以将图纸中包含的项目信息简单明了地展现在施工人员面前。利用BIM模拟演示具体的施工过程，技术人员可以更深入地理解施工流程，以便其提前统筹安排人力、物力，提高管理水平，加快施工进度。
4.4基于BIM的三维算量
工程量计算是最繁琐的一项工作，贯穿估算、概算、预算、结算等各环节，对工程造价管理起着至关重要的作用。
基于BIM的三维算量就是利用二次深化后的三维模型，生成明细表，建立洞尾大桥的工程量数据库，达到精细化管理的目的。工程各部门可以对该信息模型进行协同管控，实时更新，精准地统计各个阶段的工程量信息。
4.5施工进度管理
桥梁项目施工是一个高度动态的复杂过程，桥梁本身构件繁多，施工过程中涉及多个专业，如何统筹安排施工现场人员、材料、机械等资源是桥梁项目施工管理中无法回避的难题。引入BIM技术后，随着施工过程的推进，项目各部门根据各自权限和责任按时间顺序不断更新修改BIM模型，即可直观、精确地反映整个桥梁项目的施工过程。同时利于业主、监理以及施工方全面把控施工进度，为科学决策和管理提供依据。基于BIM建立的三维模型，根据施工工艺和施工计划，进行可视化的施工进度动态追踪。通过BIM技术，可以对洞尾大桥的施工进度进行可视化管理，并且通过与现场实际进度的对比，判断施工计划是否滞后，从而对现场的人员、机械、材料等合理调整以保证施工快速进行。
4.6施工质量安全管理
通过BIM技术对洞尾大桥施工阶段质量安全信息数据进行科学有效的管理，可以提高施工安全性，保证施工质量。该工程应用BIM技术进行施工质量安全管理的具体方案为：利用照片记录现场情况，并对质量安全内容进行拍照和文字记录，关联模型，实现跟踪留痕。以标签图片的形式在模型中展现现场情况，协助生产人员对质量安全问题进行直观管理。在此过程中，施工方应真实记录现场质量安全信息，监理方能够准确指出和分析具体质量安全问题，业主方可以直观了解和掌握总体质量安全情况。质量安全管理基本流程如图3所示。
图3 BIM质量安全管理流程
5.结语
综上所述，BIM技术的应用能够实现项目管理的信息化，提高项目建设的效率和质量。因此，在高速公路桥梁项目建设全过程中，有必要引进BIM技术，建立BIM模型，有效开展施工管理工作，从而提高项目的整体管理水平，提高项目的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]张振.BIM技术在桥梁施工管理中的应用[J].低碳世界，2018（06）：232-233.
[2]卢一麟.基于BIM技术在桥梁施工管理中的应用[J].科技经济导刊，2018，26（15）：88.
[3]姚春锋.试论BIM技术在桥梁施工中的应用[J].建材与装饰，2018（13）：244-245.
论文作者:劳春江
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
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