摘要：为了提高桥梁工程的设计和施工效率，将建筑信息模型（BIM）引入到桥梁工程中。通过分析桥梁工程设计和施工的特点及其存在问题，提出了基于BIM的桥梁工程设计和施工优化解决方案，包括初步设计优化、施工设计优化、施工工序优化、施工进度优化和施工管理优化等，并结合实际工程项目进行了适用性和成效分析。这样可为大型或复杂桥梁工程应用BIM提高设计与施工的效率和效益提供参考。
关键词：BIM技术；桥梁工程设计；施工优化；研究分析
伴随着科学的进步与建筑事业发展，BIM技术逐渐应用到桥梁工程设计与施工优化中。桥梁工程建设中应用BIM技术有助于工程管理、桥梁方案设计科学性、施工优化，进而受到了建设公司的普遍应用。
一、桥梁工程设计和施工特点
第一，预制构件复杂、体积重。桥梁施工中构件运输与吊装是重要环节，桥梁设计与施工时还要求工作人员给予高度重视，注意各环节有效落实，才能保证桥梁施工的顺利进行与质量保障。同时，桥梁工程施工中的机械设备也是关键，要求满足标准要求。第二，施工环境影响较大。桥梁施工不同于其他建筑工程，容易受到施工环境影响，还需要工程设计中综合考量。工程设计时结合环境影响制定可行性方案，保证后续桥梁施工的可行性。第三，构件与结构设计繁杂。桥梁工程设计与施工包含内容较多，为保证工程稳定性与质量还应对存在的影响因素综合分析，避免桥梁结构设计不科学引发施工问题。传统桥梁对存在的结构问题多依靠施工人员、技术人员专业水平，根据二维设计方案展开结构检验。伴随着科学技术的进步与工程施工工艺技术的提高，这种解决方法已经难以使用现代桥梁结构设计，严重影响桥梁施工。
二、基于BIM的桥梁工程设计优化
（一）基于BIM桥梁工程设计
桥梁工程设计首要要求是桥式方案制定，确定总体结构，比如：桥梁平面、立面、断面的设计。桥梁方案制定过程中做好各方案优化，消耗时间较长，各单位工作交接较为复杂。而应用BIM技术有效解决了这一问题，设计人员利用不同构想展开信息化、参数化三维模型建立，结合模型生成平面图、断面图、立面图。BIM模型具有多元化、直观性特点，能够把设计方案中的问题清晰的展现出来。另一方面，利用参数化建模便于方案调节，立面图与断面图更新，选择最佳方案。对相近的BIM方案模型构建也为业主提供了协调平台，满足各方要求。
（二）BIM技术的技术施工优化
桥梁工程设计作为初期设计的延续，主要进行桥梁方案的有效控制，结构处理，比如：断面、配筋问题。这种方法适用于大型桥梁工程或结构繁杂的工程项目。桥梁施工设计主要任务是研究桥梁结构繁杂性，而应用BIM技术实现了施工设计优化。BIM技术能够结合制定的方案创建模型，并且与设计方案融合展开三维模型优化。应用BIM技术分析设计问题且生成相关分析报告；修改设计方案并建模检验解决设计不足。设计方案检验与整改后建立模型，进行设计方案科学整改，更加简便容易。由于BIM模型建立多是根据相应逻辑关系建成，在进行构件整改时能够保证与其存在的逻辑关系的内容获得有效整改。这样一来，有效提高了工作质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如：得某桥梁工程中单跨横向由8片普遍钢筋混凝土空心板构成，划分为2片和6片中梁，边坡高度约0.95m。根部厚度约0.2m，每片梁间预留10mm施工缝，应用BIM技术可以设置空心板简支梁模型。
三、基于BIM的桥梁工程施工优化
第一，施工流程的优化。桥梁施工时应用BIM技术构建模拟技术，使桥梁设计与三维模型有效连接在一起。应用BIM技术并结合施工状态，模拟施工与实际施工环节，便于施工人员掌握施工结构与施工流程优化可循性。若存在问题能够对施工方案科学控制，再进行模拟。施工准备时编制施工方案确保施工有效开展，保证施工质量。
第二，施工进度优化。BIM技术展开施工模拟能够对三维模型科学规划，立足于时间上作为基础行为展开模拟施工。借助该技术展开施工模拟，根据实际施工状态进行工程状态调节，调整施工方案。另一方面，对施工重难点展开可视化模拟，实现施工操作空间分享、机械设备调整、材料规划，科学的资源分配。
第三，施工管理优化。BIM技术的应用改变了传统桥梁设计与施工模式，使施工更加简便、提高施工效率。并且，应用BIM技术实现了可视化施工过程，有助于管理人员对施工的科学指导与控制，提高施工效果，降低管理内容。所以，BIM技术与模拟技术集成为桥梁施工给予了一定的技术支持，施工活动环节的优化，提高施工水平，保证人员安全。
四、案例分析
笔者以某工程为例对BIM技术在桥梁工程施工的应用展开分析。
第一，数字信息化施工。钢构桥梁采用异地加工，随后运输至施工现场拼接。利用数字信息化方法能够预制桥梁结构，随后经过工厂生产制造应对存在的影响因素，保证构件质量达到标准要求，制定桥梁施工周期，增强效益。第二，施工模拟。BIM技术的4D桥梁施工模拟技术能够在施工中制定合理的施工组织设计，加强施工进度控制与资源配置，实现以点带面控制桥体施工进度与质量。第三，施工进度控制。以往施工进度控制应用二维CAD，但是这种方法设计项目形象差、网络规划抽象、施工进度规划不科学，使得项目施工进度管理和进度计划偏差较多。而应用BIM3D虚拟可视化技术通过仿真建模、构建4D信息模型的施工冲突和管理系统，严格管理施工人员、材料的分配，防止返工问题发生。经过建筑模型展示项目进度计划和实际施工对比，掌握施工与进度规划偏差，科学调节进度规划。BIM4D模型让管理人员对变更方案有全面的掌握，保证进度调节。第四，协同作业。协同作业规划包含多种设计文件与办公文档管理、设计校审流程、计划任务、项目状态查询，涉及建设单位、施工单位、监理单位等多部门，各部门展开文件交流的协同管理系统。桥梁施工时通过BIM技术达到协同施工，确保施工科学性。通过软件服务与云计算建立云计算的BIM模型，实现了可视化BIM3D模型，也可利用WEB操作控制模型。并且不受空间、时间影响，能够协调各站点、建设单位的通讯问题。
结语
总而言之，桥梁工程设计与施工应用BIM技术有利于设计方案、施工方案科学性，提高施工效率与工程质量，还应立足于多方面、全过程协调优化。对此，笔者根据桥梁工程设计与施工进行实际案例分析，希望对桥梁工程设计施工起到帮助性作用。
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论文作者:邓泽华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/9
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