摘要：文章介绍了昭君黄河大桥BIM技术应用分析，对项目开发的背景、必要性、意义、实施方案、技术难点等进行了分析。
关键词：BIM；实施；波纹钢腹板箱梁
1、项目概要
昭君黄河大桥为包茂（G65）高速公路包头至东胜段改扩建工程包头西连接线控制性工程，位于包头市与鄂尔多斯交界处，北岸为包头市九原区哈林格尔乡兰桂村，南岸接鄂尔多斯市达拉特旗昭君镇昭君坟乡，故名昭君黄河大桥。
昭君黄河大桥联长在梁桥类型中国内第一，属于特长联大桥，结构特性复杂。项目区冬季漫长而寒冷，无霜期仅130天左右，一年有效施工时间短，如何进行施工组织设计，合理安排工期是设计需考虑的一个重点问题，BIM技术应用研究能够模拟施工方案、工期进度安排等，因此有必要对BIM技术应用进行针对性研究。目前我国尚未将BIM技术进行深入和全面地应用于波纹钢腹板梁桥的设计和施工，因此，有必要依托本工程，将BIM技术进行应用推广，促进BIM技术在我国桥梁设计和施工领域的应用。
2、项目开发的背景、必要性
2.1 项目开发背景
（1）BIM概念--建筑信息模型的简称
建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。
（2）BIM的价值
BIM通过解决信息共享问题，使建筑项目信息在规划、设计、施工和运营维护全过程充分共享，无损传递，为建筑从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据。
（3）BIM在桥梁领域的应用
BIM技术作为提高桥梁信息化水平的有效手段，已得到国家、行业和企业的高度重视。在国家和行业层面，交通运输部拟在“十三五”发展规划中将综合交通信息化作为未来研发的重点工作，完成了《BIM技术在桥梁工程中的开发及应用调研》，且以此为依据正在开展BIM技术在桥梁工程的试点工作。
2.2 项目开发的必要性
昭君黄河大桥设计、施工周期短，利用BIM技术在设计阶段进行全桥模型建立，能够尽早发现设计错误，避免在后续施工阶段发生设计变更，提高设计效率，降低设计成本。在正式动工前进行施工方案模拟，能够提前预知施工过程中出现的问题，提前准备应对方案，减少施工过程中的返工现象，加快施工速度
2.3 项目开发的意义
本项目结合昭君黄河大桥建设的契机，通过配合黄河特大桥设计、施工的全过程，将BIM技术应用于特长联大跨波纹钢腹板梁桥的建设，全面变革与升级设计、施工手段，沟通与管理方式，提高设计生产效率和施工质量，增强桥梁建设的信息化水平以及企业核心竞争力，促进BIM技术在我国桥梁设计和施工领域的应用。
3、项目研究、开发实施方案
3.1项目实施内容
针对项目的实际情况，与业主、设计以及施工单位紧密合作，从桥梁建设的全过程出发，全面推进BIM技术的应用，以提高生产效率、节约成本。主要应用内容包括以下几个方面：
（1）基于BIM的设计可视化展示
对黄河特大桥主桥及引桥进行3D建模，模型精度能满足4D施工进度管理、5D施工动态资源管理以及项目管理的需求。同时模型可存储构件的材料信息、截面信息、方位信息和几何信息等，即时进行显示和查询，使之成为信息模型。
在主桥、引桥3D模型上，实现整体模型的渲染，效果图的制作，以及实现不同角度下整体、局部漫游。增强与业主及施工单位的沟通水平，全面高效的传达设计思想。
利用完成的BIM模型对拟定的施工方案进行模拟，在正式施工前可以提前发现施工方案中存在的问题，减少经验主义，使施工方案的制定更科学合理。
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（2）基于BIM的碰撞检测及优化设计研究
二维设计容易出现相互交叉碰撞的错误，这种错误具有很强的隐蔽性，经常引起设计变更。利用BIM技术建立预应力索模型，波纹钢腹板箱梁模型，横隔板模型等进行硬碰撞及软碰撞(净空要求)，可以轻松的发现各种碰撞错误，提高设计效率，缩短设计周期，降低设计成本。
（3）基于BIM的信息集成管理研究
在此阶段主要是建立项目信息管理系统，针对项目海量的文档资料进行分类管理，不同角色的人员根据自己的权限进行资料的查阅和修改。改变传统的图纸筛选方式，在系统平台直接显示设计阶段的BIM模型，并且在三维模型上关联二维图纸，通过三维模型进行二维图纸的查找。
（4）基于BIM的施工项目进度及支付管理研究
针对昭君大桥的桥型特点，对昭君大桥进行施工进度模拟，在3D模型基础上结合施工进度进行WBS分解。将BIM模型与项目进度表动态链接，较为直观的表现出施工进度流程。此外还可以进行工法模拟、施工场景模拟等，并结合视频制作技术帮助设计人员整合设计成果，优化施工方案。
进行项目施工进度管理研究，现场技术人员通过智能终端把项目最新进度信息传回服务器端，服务器端技术人员根据传回的进度信息进行进度模型的更新。通过一个直观的三维现实场景平台来反映工程项目管理中的进度计划、实际进度、进度偏差等信息，清晰展示工作提前完成、按时完成或延误情况，提高施工效率与质量。
在4D模型上导入定额或工程清单，建立与构件及WBS的关联；通过相对计划和实际进度比较，计算工程量以及累计工程量；计算人力、材料等资源的计划用量和实际消耗量，计算人力、材料等工程成本，提供成本计划和实际支出的对比分析。
（5）基于BIM的沟通管理及人才培养研究
研究与管理系统相配合的沟通方式，构建有效沟通管理组织结构，加之BIM模型所含的丰富数据及直观的特性，能够大大提高各方沟通效率。针对项目复杂的部位，可通过BIM三维模型进行可视化交底，在不同的角度以及方位观察施工部位，使得现场工人直观地了解施工方案及其中的技术要求，这样能避免因沟通不畅而引起的返工。
在BIM技术实施后期，对BIM应用成果进行总结。在BIM应用过程中，培养项目参与单位的BIM应用人才，为其提供项目管理系统的使用培训。
3.2技术难点与创新点
（1）技术难点
根据研究内容，本项目需要解决的技术难点主要有：
1）基于BIM的设计可视化展示及优化设计研究
由于波纹钢腹板箱梁桥结构的复杂性，目前将BIM技术应用于大跨度波纹钢腹板箱梁桥的先例极少，需要结合设计部门进行深度沟通，充分理解设计意图，合理利用BIM技术完美呈现设计方案。通过BIM技术发现各种碰撞错误，提高设计效率，缩短设计周期，降低设计成本。
2）基于BIM的施工进度管理研究
鉴于波纹钢腹板箱梁桥结构的复杂性，目前并没有针对此类桥梁类型的4D施工进度管理应用，需要开发相应的施工进度管理系统。系统采用的进度计划表应与施工单位的相一致，对BIM模型构件按时间进度进行合理划分，确定时间进度模型。
（2）创新点
当前，将BIM技术成功深度应用于桥梁工程建设成果较少。本项目配合昭君黄河大桥工程，针对大跨度波纹钢腹板箱梁桥设计、施工过程中BIM技术应用进行研究，主要创新点有：
1）施工进度可视化管理
黄河大桥通过虚拟施工可以在施工前发现问题，提高施工效率与质量。基于BIM技术的项目管理系统可以动态直观反映项目管理中的进度计划、实际进度、进度偏差等信息。
2）基于BIM技术的计量支付管理
通过5D施工动态资源管理，计算工程量以及累计工程量，比较人力、材料等资源和工程成本的计划用量和实际消耗量，提供计划和实际消耗的对比分析。以减少实际施工中不必要的浪费，达到节约成本的目的。
3）推进桥梁建设的信息化水平
BIM技术作为实现规划、设计、施工、监测与检测、运营管养、维修加固等工序的全过程信息化的解决方案，在项目建设的过程采用BIM技术，与上下游企业深度合作，培养各环节BIM技术的应用人才，实现项目全过程BIM技术应用，为BIM技术在其他桥梁应用推广提供支撑。
论文作者:李雷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
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